Sistemi Web per il turismo - lezione 2 -

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1 Sistemi Web per il turismo - lezione 2 -

2 8 Considerare il computer coma una calcolatrice sembra un po limitativo rispetto a quello che solitamente vediamo succedere sui computer intorno a noi

3 come ad esempio la prenotazione di voli, la lettura di giudizi su alberghi e ristoranti, oppure la visualizzazione di immagini di una possibile meta.

4 Ragioniamo. Premessa 1: i computer sono basati sulle regole che guidano chi fa di conto e non sono altro che esecutori automatici di operazioni su numeri. Premessa 2: con i computer prenotiamo voli, leggiamo giudizi, guardiamo immagini. 8 Conclusione: prenotare voli, leggere giudizi, guardare immagini sono operazioni su numeri. Il ragionamento non fa una piega, ma la conclusione potrebbe lasciare perplessi.

5 Per capire meglio la conclusione del ragionamento precedente, occorre fare più chiarezza sul legame che c è tra tutte queste attività e i numeri elaborati da un computer. 8

6 Per capire meglio la conclusione del ragionamento precedente, occorre fare più chiarezza sul legame che c è tra tutte queste attività e i numeri elaborati da un computer. codifica Riprendiamo il concetto di codifica.

7 Codifica: corrispondenza biunivoca tra le entità di un particolare dominio e l insieme dei numeri naturali oppure un suo sottoinsieme.

8 Una corrispondenza si dice biunivoca quando ci sono tanti elementi da una parte quanti dall altra, e ogni elemento viene messo in corrispondenza con uno e un sol altro elemento. Codifica: corrispondenza biunivoca tra le entità di un particolare dominio e l insieme dei numeri naturali oppure un suo sottoinsieme.

9 In una codifica, gli elementi presi in considerazione possono essere di qualunque tipo da una parte Codifica: corrispondenza biunivoca tra le entità di un particolare dominio e l insieme dei numeri naturali oppure un suo sottoinsieme.

10 ma dall altra gli elementi devono essere dei numeri naturali. Codifica: corrispondenza biunivoca tra le entità di un particolare dominio e l insieme dei numeri naturali oppure un suo sottoinsieme.

11 In altre parole, una codifica consiste nel far corrispondere a un elemento di nostro interesse uno e un solo numero naturale, come ad esempio avviene per gli studenti universitari, che ricevono un numero naturale che li caratterizza in maniera univoca: la matricola. Questo non vuol dire che lo studente stesso può venire elaborato da un computer, naturalmente, ma che almeno riusciamo a creare un riferimento allo studente che il computer può trattare

12 Vediamo come si può creare una codifica per i testi. 8

13 La codifica dei testi si basa sulla codifica dei caratteri che li compongono: se ad ogni lettera e ogni segno di punteggiatura faccio corrispondere un numero, ottengo una corrispondenza biunivoca tra lettere e numeri. Perché tale corrispondenza sia utile, deve essere nota e condivisa da tutti coloro che vogliono usare un computer per scambiarsi i testi così codificati. La presente tabella mostra una nota codifica: UTF-8 UTF-8 Universal Character Set Transformation Format 8bit

14 Per poter essere elaborato da un computer, un testo deve essere codificato sotto forma di sequenza di numeri. Ciascun numero corrisponde in maniera unica a un carattere del testo

15 Vediamo come si può creare una codifica per le immagini. 8

16 Guardando una foto molto dettagliata di dolci bergamaschi, viene difficile da pensare che ci possa essere una corrispondenza con i numeri naturali.

17 Guardando un immagine a bassa risoluzione di SuperMario, si può invece intuire come può essere codificata una foto.

18 pixel: picture element Nell immagine di SuperMario, si possono riconoscere elementi quadrati di base, caratterizzati dalle posizione che occupano, e dal loro colore: i pixel.

19 Anche questa foto è fatta di pixel. Semplicemente non li vediamo perché sono troppo piccoli. In questa immagine ce ne sono ben 12 milioni. pixel (1/ )

20 La codifica delle immagini si basa sui pixel che la compongono. Come il testo viene considerato come una sequenza di caratteri per essere codificato così consideriamo una foto come una sequenza di pixel. Se riusciamo a codificare un pixel, possiamo codificare un intera immagine.

21 0 1 2 codifica della posizione del pixel Abbiamo detto che la prima caratteristica di un pixel è la sua posizione. Se immaginiamo di inserire l immagine in piano cartesiano, ecco che siamo in grado di individuare la posizione di pixel tramite le sue coordinate numeriche

22 codifica del colore? 0 1 2

23 0 1 2 Se immaginiamo di organizzare i colori in una tabella, allo stesso modo dei pixel siamo in grado di associare a ciascun colore un valore numerico, corrispondente alle coordinate del colore nella tabella.

24 I pixel che compongono SuperMario, quindi, possono venire codificati in base alla loro posizione ed al loro colore, permettendo di esprimere l immagine, una sequenza di pixel, sotto forma di una sequenza di numeri

25 Si procede in maniera analoga per la foto da 12 milioni di pixel. Non è affatto un caso che le foto più dettagliate occupino più spazio nel computer: ci sono semplicemente più pixel codificati

26 0 1 2 Come si sarà notato, nella tabella che permette la codifica dei colori, non tutte le sfumature sono presenti. Basta prendere due quadrati adiacenti e immaginare di prendere il colore intermedio: esso non è chiaramente presente nella tabella, quindi non è un colore codificato.

27 Questo vuole dire che solo una piccola parte dei colori presenti nello spettro dell arcobaleno può essere codificato. Numerosissime sfumature (infinite, per essere precisi) rimangono tagliate fuori dalla codifica. D altronde non è pensabile di avere una tabella di dimensioni infinite per accomodare le infinite sfumature dei colori.

28 Questo è il problema della conversione dall analogico al digitale : la codifica di fenomeni fisici comporta sempre una perdita di informazione. Volendo fare un parallelo con la matematica, i fenomeni fisici sono caratterizzati da sfumature infinitesimali analoghe ai numeri reali, mentre le codifiche sono corrispondenze con i numeri naturali, che, pur essendo infiniti, sono comunque molto minori di quelli reali e non riescono a fungere da riferimenti alle suddette sfumature. Analogico vs. Digitale E il discorso delle persone che dicono che guardare una foto non potrà mai eguagliare la visione del vero. In realtà, tridimensionalità a parte, le codifiche attuali di colori arrivano a catturare milioni di sfumature, molte delle quali indistinguibili all occhio umano. Quindi, seppur con perdite, le codifiche ci permettono di avere delle approssimazioni più che buone della realtà.

29 Abbiamo menzionato prima che la foto dettagliata dei dolci da luogo a una sequenza codificata di numeri molto più lunga di quella relativa al disegno molto semplice di SuperMario. Le lunghezze delle codifiche naturalmente dipendono da che cosa viene codificato: maggiore è l informazione da codificare, più lungo è il risultato, e infatti la foto dei dolci (con tutti i dettagli e le sfumature dati dai 12 milioni di pixel) sicuamente occupa più spazio nel computer che il disegno di SuperMario (che, di fatto, è una sequenza di 16 x 12 pixel). Compressione Vi sono, però, modi diversi di descrivere la sequenza di pixel codificati, e, se scegliamo in maniera accorta, possiamo ottenere una descrizione più breve della stessa sequenza, in modo da farle occupare meno spazio sul computer, e anche risparmiare tempo nel trasmetterla da un computer all altro. Chiamiamo compressione un modo per ottenere sequenze di simboli che descrivono una particolare informazione in maniera più breve del semplice elenco delle codifiche di ciascun elemento che la compone.

30 pixel bianco, pixel verde, pixel verde, pixel giallo, pixel giallo, pixel giallo, pixel giallo, pixel verde, pixel verde, pixel verde, pixel verde, pixel bianco 1 pixel bianco, 2 pixel verdi, 4 pixel gialli, 4 pixel verdi, 1 pixel bianco La descrizione dell immagine di SuperMario, ad esempio, può essere compressa descrivendone i pixel come mostrato nel secondo riquadro rosso. Qualunque tipo di informazione che può essere codificato, può essere compresso. Il rapporto di compressione, ossia quanto riusciamo a sintetizzarne la descrizione, dipende dal contenuto dell informazione. (Immaginate di dover descrivere un rettangolo 16 x 12 tutto bianco. Come fareste?)

31 Vediamo come si può creare una codifica per i suoni e la musica. 8

32 forma / timbro ampiezza / volume frequenza / altezza

33 I suoni, e quindi anche la musica, sono dovuti a vibrazioni dell aria (o di un qualsiasi mezzo*) che si propagano sotto forma di onde e che, colpendo i nostri timpani, danno luogo a ciò che noi percepiamo con le nostre orecchie. Le onde sonore sono caratterizzate da un ampiezza (che determina l intensità del suono: più è ampia l onda più è forte il suono), una frequenza (che determina l altezza della nota: note alte corrispondono a frequenze alte), e da una forma (che determina il timbro del suono: la mia voce, quella di Giovanna, pianoforte, violino, piatti ) *nel vuoto i suoni non si propagano

34 Campionamento La codifica dei suoni si basa sulla codifica delle onde che li producono, a sua volta basata su una procedura chiamata campionamento.

35 Il campionamento consiste nel considerare l onda che costituisce il suono solo in determinati istanti temporali. Immaginate di descrivere l onda del suono (con la sua ampiezza, frequenza, e forma) in un piano cartesiano, e di considerare solo determinati punti di tal curva. A tali punti corrispondono, nel piano cartesiano, delle precise coordinate, il cui valore numerico viene usato come codifica del suono campionato. La sequenza delle codifiche dei campioni costituisce la codifica dell intera informazione sonora rappresentata dall onda.

36 frequenza di campionamento Non c è un criterio universale per stabilire la distanza tra un campione e l altro (o il suo inverso, noto come frequenza di campionamento ). E facile immaginare che a campioni più vicini tra di loro (frequenza di campionamento maggiore) corrisponda una codifica più lunga, ed anche una ricostruzione più fedele alla curva originale. Anche nel caso delle codifiche di suoni e musica, ci sono metodi di compressione per sintetizzarne la descrizione. I famosi file MP3 si chiamano in questo modo perché prendono il nome da una specifica tecnica di codifica dei suoni con compressione. Anche in questo contesto vi sono persone che affermano che il suono di un MP3 su un computer non eguaglierà mai la qualità di un concerto dal vivo: è tutta una questione di approssimazioni.

37 La codifica di un suono serve a farlo elaborare a un computer (ad esempio, per permettere il trasferimento di un brano dal negozio online itunes al nostro computer). Noi, però, anche nell era digitale, continuiamo ad ascoltare con le nostre orecchie, e per far sì che il nostro ascolto sia possibile, necessitiamo di onde sonore che si propagano nell aria. Si rende necessaria, dunque, una riconversione dalla codifica numerica alle onde sonore: abbiamo cioè bisogno di altoparlanti che, comandati dai segnali elettrici prodotti dal computer secondo i numeri contenuti nella codifica del brano, fanno vibrare delle membrane che producono onde che noi percepiamo come suoni e musica. analogico vs. digitale, di nuovo

38 Vediamo infine come procedere per codificare i filmati. 8

39 In realtà, avendo a disposizione le tecniche di codifica delle immagini e dei suoni, è facile immaginare che esse si possono combinare per creare codifiche di filmati. Servono solo delle tecniche aggiuntive per tener conto della sincronizzazione tra immagini e suoni, e dell eventuale compressione basata sull idea di non descrivere tutti i pixel di ciascuna immagine, ma di descrivere quella iniziale e poi di concentrarsi sull differenze tra un immagine e la successiva (compressione migliore con fotogrammi molto simili, compressione peggiore con cambio di scena). + +

40 Tramite opportune codifiche, i computer sono in grado di eseguire molte operazioni e di risolvere un gran numero di problemi, inclusi quelli legati al Web.

41 Sistemi Web per il turismo - lezione 1 - Iniziamo con una chiarificazione terminologica sulla parola Web.

42 Web Internet! Il web è solo uno degli aspetti di internet. In particolare, chiamiamo web tutta l informazione che riusciamo a ottenere collegandoci ad altri calcolatori per mezzo di un browser Il browser è un applicazione che consente la visualizzazione su schermo del contenuto di pagine ipermediali (multimediali + ipertestuali) provenienti da altri computer

43 Che cos è Internet? Internet è una realtà molto complessa, di cui distinguiamo numerosi aspetti: le infrastrutture fisiche (hardware) utilizzate per il trasferimento dell informazione (reti telematiche) i protocolli (insiemi di regole) di gestione di tali infrastrutture, dai livelli più bassi legati ai fenomeni fisici nell hardware fino a quelli più alti riguardanti le applicazioni per gli utenti finali i servizi offerti all utente da applicazioni software che sfruttano internet per il trasferimento di informazione le organizzazioni e le società di gestione che creano e mantengono le condizioni affinché internet possa funzionare regolarmente

44 Informatica = Informazione + Automatica

45 Telematica = Telecomunicazione + Informatica

46 Una rete telematica può essere vista come un grafo composto da nodi collegati direttamente o indirettamente (ovvero tramite altri nodi). Un computer connesso a una rete telematica (cioè un nodo della rete) viene denominato host. H2 H3 H1 H5 H4