Tecnologie ICT: elettronica, informatica, intelligenza artificiale e gestione

Elettronica: Studio e Applicazioni

Elettronica: SCIENZA CHE SI OCCUPA DELLO STUDIO TEORICO E PRATICO DELLE APPLICAZIONI DEI FENOMENI CHE INTERESSANO L'ELETTRONE NEL VUOTO O NEI MEZZI MATERIALI.

• L'elettronica progetta e realizza apparati in grado di elaborare
• grandezze fisiche.
• Settore complesso ed eterogeneo che comprende un gran numero di aree e prodotti: semiconduttori, componenti per l'informatica, elettronica di potenza, elettronica industriale, elettronica di consumo.

. Il settore dell'elettronica rappresenta una delle chiavi del futuro. Da essa, infatti, dipendono alcune grandi filiere del futuro:

• telecomunicazioni;
• servizi informativi.

Settori dell'Elettronica: Analogica e Digitale

L'elettronica si divide in due grandi settori: L'elettronica analogica, che si occupa di segnali analogici (voci, suoni, intensità luminose ecc.), cioè che variano nel tempo in modo continuo; I segnali che percepiamo sono analogici; esempi: voce, musica, fotografia, film (sequenze di immagini) L'acquisizione di tali segnali avviene con sistemi analogici, esempi: microfono, pellicola fotografica La restituzione di tali segnali avviene con sistemi analogici, esempi: altoparlanti, sviluppo fotografico, proiettore. E' possibile memorizzare/trasmettere un segnale in formato analogico, nastro magnetico, disco in vinile, telefono, radio, TV L'elettronica digitale, che tratta dei segnali elettrici che possono assumere soltanto alcuni valori (predeterminati e finiti) di tensione, convenzionalmente due valori che utilizzano il sistema binario, associati ai valori logici "vero" e "falso" Permettono l'elaborazione mediante computer e logiche digitali; La trasmissione digitale è più affidabile di quella analogica ; Non subiscono processi di invecchiamento

Microelettronica e Optoelettronica

Microelettronica - sistemi elettronici ad ingombro molto ridotto

• MATERIA PRIMA: SILICIO (PREVALENTE PER I PROSSIMI 15 ANNI), ARSENIURO DI GALLIO (PER USI SPECIALI - OPTOELETTRONICA), SAMARIO
• CIRCUITO INTEGRATO: CIRCUITO NEL QUALE TUTTI I COMPONENTI (RESISTORI, CONDENSATORI, DIODI, TRANSISTORI) SONO RICAVATI NELLO STESSO PROCESSO DI LAVORAZIONE E "INTEGRATI" IN UN'UNICA PIASTRINA (CHIP)
• CHIP: PIASTRINA DI MATERIALE SEMICONDUTTORE DI DIMENSIONI INFINITESIMALI (0,2-0,3 MICRON) IN GRADO DI CONTENERE MIGLIAIA DI INFORMAZIONI (MILIONI DI BIT)

La progressiva evoluzione della miniaturizzazione elettronica e della meccanica di precisione porta alla realizzazione di prodotti e componenti di dimensioni microscopiche (micro-fabbricazione) ed atomiche (nano- fabbricazione). Per il futuro, particolare interesse risiede nella optoelettronica: Si tratta del settore che studia i dispositivi elettronici che interagiscono con la luce e le loro applicazioni. In questa ottica il termine luce va inteso in senso lato e include radiazioni non percepibili all'occhio umano come raggi gamma, raggi X, radiazione ultravioletta e radiazione infrarossa. In genere l'optoelettronica è considerata una branca della fotonica. La creazione di circuiti integrati optoelettronici consentirà di impiantare in un singolo substrato interiricevitori, trasmettitori, gruppi laser ed altri assemblaggi. La leadership tecnologica nel campo dell'elettronica è del Giappone che controlla i 2/3 del mercato dei dispositivi optoelettronici basati su semiconduttori (laser a diodi, fotodiodi, accoppiatori ottici). Anche gli USA hanno un ruolo importante in questo settore. Le imprese europee hanno buone posizioni nel campo dei laser a semiconduttore, celle solari etc.

Informatica: Studio e Componenti

L'informatica DISCIPLINA NELLA QUALE SI AFFRONTA LO STUDIO DELL'INFORMAZIONE, NEI SUOI PRINCIPI GENERALI E NEI SUOI ASPETTI PARTICOLARI. UN ELABORATORE O CALCOLATORE O COMPUTER E' UNA MACCHINA CHE ELABORA INFORMAZIONI SOTTO IL CONTROLLO DI UN PROGRAMMA

• HARDWARE: INSIEME FISICO DELLA MACCHINA CONCENTRATO IN SPAZI SEMPRE PIU' STRETTI (MAINFRAME - MINI -PC)
• SOFTWARE: E' COSTITUITO DAL SISTEMA OPERATIVO E DAI PROGRAMMI NECESSARI PER GESTIRE LE RISORSE DELLA MACCHINA
• FIRMWARE: INSIEME DELLE TECNICHE DI MICRO- PROGRAMMAZIONE CHE CONSENTONO DI STRUTTURARE IL CONTROLLO DELLA MACCHINA IN UN INSIEME DI MICROISTRUZIONI (quindi si tratta di programmi che non possono essere modificati dall'utente e contiene le istruzioni basilari per fare funzionare un elaboratore)

Evoluzione dei Computer

1942 - 1946 ENIAC

• Capoprogetto John Mauchly
• University of Pennsylvania per scopi militari

1945: EDVAC

• Progettista Von Neumann
• Primo computer a valvole con programma in memoria
• Scopi militari

Supercomputer e Applicazioni

Supercomputer: STRUMENTO CHE CONSENTE IL CALCOLO SUPERVELOCE NELLE UNIVERSITA', NELLE GRANDI IMPRESE E NEGLI ENTI DI RICERCA CRAY-1

• il primo supercomputer
• Prima macchina ad abbattere il muro dei 1MIPS
• Costo: 700.000 $

E utilizzato per realizzare processi previsionali complessi come le analisi meteorologiche, le analisi molecolari, simulazioni fisiche, di criptoanalisi e altro. I militari e le agenzie governative di tutte le nazioni ne fanno un uso molto intenso. Anche le aziende industriali ne stanno sperimentando l'utilità per i calcoli di previsione e di gestione di grandi volumi di dati che devono essere processati dall'APS (Advanced Planning System) del loro sistema gestionale (ERP: Enterprise Resource Planning).

Intelligenza Artificiale: Concetti e Applicazioni

INTELLIGENZA ARTIFICIALE: INSIEME DI STUDI E TECNICHE CHE TENDONO A REALIZZARE UNA MACCHINA CAPACE DI RISOLVERE PROBLEMI CHE RIENTRANO NEL DOMINIO DELL'INTELLIGENZA UMANA. L'intelligenza artificiale trova applicazione:

• nelle tecnologie dell'informazione;
• nel campo della visione artificiale;
• nel campo dell'automazione, robotica e dell'apprendimento da parte delle macchine

L'intelligenza artificiale permette di affrontare problemi complessi in aree applicative rimaste fino ad ora ai margini del processo di automazione quali: diagnostica industriale; supervisione del processo; aiuto alla progettazione; pianificazione della produzione; supporto alle decisioni in ambiti complessi (legale, finanziario ecc,); simulazione di scenari sociali o tecnologici; interpretazione di dati geologici o ambientali; riconoscimento di immagini. Allo stato attuale l'intelligenza artificiale è una tecnologia, uno strumento informatico avanzato al servizio delle applicazioni. In realtà è un insieme ampio ed assai articolato di tecniche legate da un comun denominatore: la capacità di risolvere problemi complessi sfruttando le conoscenze rappresentate esplicitamente nel calcolatore.

Intelligenza Artificiale Debole e Forte

Secondo i sostenitori dell'intelligenza artificiale debole, il computer è un sistema manipolatore di simboli in grado di simulare unicamente l'intelligenza umana in settori ristretti per i quali è stato programmato. Secondo i sostenitori dell'intelligenza artificiale forte, il computer del futuro, se appropriatamente programmato, diventerà una vera e propria mente e, in quanto tale, dotato di intenzionalità, apprendimento, consapevolezza e creatività come la mente umana.

Sistemi Esperti: Funzionamento e Limiti

Sistemi Esperti: È un programma che, grazie alla conoscenza da esso posseduta su uno specifico dominio, è in grado di risolvere istanze di problemi in quel dominio, emulando il processo decisionale di un esperto umano (deduzione e induzione). Sono in grado di dedurre tutte le conseguenze possibili di fatti accaduti o accertati (deduzione). Sono in grado di verificare la compatibilità di un'ipotesi generale con fatti acquisiti (induzione). Rispondono a domande quali: cosa fare se ... cosa fare per ottenere ... cosa succede se ... Un sistema esperto implica, infatti, una combinazione di basi, conoscenze e dati tale da renderlo capace non solo di affrontare e risolvere problemi di natura generale, ma anche di evolvere tenendo conto dei feed-back recepiti. PREGIO DEI SISTEMI ESPERTI: La possibilità di tener conto di un numero elevato di variabili, superando di gran lunga la mente umana, capace del ridotto dominio simultaneo di 3-4 variabili. PUNTO DEBOLE DEI SISTEMI ESPERTI: La totale dipendenza dall'uomo per la quantità e qualità delle informazioni e conoscenze possedute. In realtà si comportano come deposito delle conoscenze umane e strumento di trasferimento del sapere.

Sviluppi Tecnologici dell'Informatica

Sviluppi Hardware e Software

Sviluppi hardware: consistente aumento frequenza della CPU (3GHZ), ulteriore sfruttamento memorie, sviluppo architetture parallele e client-server (Grid Computing, Cloud Computing) Sviluppi software: open source, condivisione delle risorse e riconoscimento linguaggio naturale (Linux, Open Office, Web 2.0, Google Apps, GPS)

Grid Computing e Cloud Computing

Grid Computing: Il termine Grid (Griglia) è stato coniato intorno alla metà degli anni Novanta." ... é un sistema pensato per consentire ad una comunità di utenti di usare risorse di calcolo distribuite in Internet come se fossero di fronte ad un unico sistema di calcolo ... "La condivisione non è limitata solo allo scambio dei file, ma si estende all'accesso diretto a computer, a software, in generale a tutto l'hardware necessarioalla risoluzione di un problema scientifico, ingegneristico o industriale. L'utente finale percepirà il tutto come un unico (virtuale) sistema computazionale. Cloud Computing: Secondo molti rappresenta una vera e propria evoluzione del Grid Computing. Con il termine inglese cloud computing (nuvola informatica) si indica un insieme di tecnologie che permettono, tipicamente sotto forma di un servizio offerto da un provider al cliente, di memorizzare/archiviare e/o elaborare dati (tramite CPU o software) grazie all'utilizzo di risorse hardware/software distribuite e virtualizzate in Rete in un'architettura tipica client-server (ossia in remoto). Si tratta sostanzialmente della fruizione di servizi ospitati su cloud, cioè della memorizzazione ed elaborazione di dati grazie a risorse hardware e software localizzate su Internet.

Realtà Virtuale e Artificiale

Realtà Virtuale: Si intende la possibilita' di entrare in un mondo verosimile, e quindi esistente, in quanto rispondente esattamente a tutte le leggi della fisica. Così, ad esempio, bisogna stare attenti a non sporgersi troppo da un balcone perchè si potrebbe cadere. Principali applicazioni: militari, comunicazione, tecnico- scientifico-artistico, intrattenimento Un sistema virtuale richiede la presenza di: un computer; un programma adeguato (software); strumenti particolari collegati al computer che deve essere in grado di elaborare e rispondere correttamente altre funzioni principali: la percezione, il controllo, la risposta Realtà Artificiale: La realtà artificiale permette di vivere in un mondo che non esiste e viverci infrangendo le leggi della fisica; permette di esprimersi in assoluta libertà, senza condizionamenti, senza vincoli e limiti, e quindi di poter accedere ad un mondo completamente nuovo.

Vulnerabilità dei Sistemi Informatici

Vulnerabilità sistema informatico: I sistemi informatici sono soggetti a pericoli di vulnerabilità per cause indipendenti e non dalla volontà dell'uomo (pirateria informatica); inoltre esistono diverse implicazioni su alcuni aspetti della vita pubblica e privata (privacy dei singoli e privacy nazionale). Per le imprese esiste il problema della dipendenza tecnica dagli specialisti. A partire dal 2000, il connubio tra informatica e telecomunicazioni diviene un binomio inscindibile, tanto è che vengono prodotti e diffusi personal computer con principale vocazione di essere utilizzati per la navigazione in rete. D'altronde, la tendenza alla condivisione delle risorse propria dell'approccio Web 2.0, porta all'ottenimento ed alla commercializzazione di prodotti che sempre meno debbono utilizzare proprie capacità di calcolo e memoria in quanto le risorse necessarie vengono rese disponibili mediante la rete, a patto di avere una velocità di connessione adeguata.

Tecnologie ICT - Parte 2: Telecomunicazioni

Quadro Generale delle Telecomunicazioni

TLC: QUADRO GENERALE: Le telecomunicazioni comprendono le tecniche ed i procedimenti impiegati per la trasmissione e ricezione di segnali elettrici (corrispondenti a informazioni scritte, immagini, suoni, comandi, dati) effettuati con sistemi elettrici, elettromagnetici od ottici, sia su cavo, sia mediante onde elettromagnetiche o altri sistemi. Un sistema di telecomunicazioni è costituito da:

• un sistema emittente - codificazione (un trasduttore riceve l'informazione nella forma originale e la trasforma in un segnale elettrico);
• un mezzo di trasferimento dell'informazione - trasmissione (attraverso un modulatore il segnale elettrico viene trasferito a distanza);
• un sistema ricevente - decodificazione (un traduttore ritrasforma il segnale elettrico nella forma originale).