Introduzione all'informatica

Informatica

• L'informatica è la scienza che studia i sistemi per l'elaborazione e la gestione automatica delle informazioni.
• Il termine "informatica" è focalizzato sulle "informazioni".
• È nata durante la seconda guerra mondiale.
• Il termine è stato coniato nel 1962 da Philippe Dreyfus, derivante da "informatique" (information + automatique).
• Le informazioni sono una risorsa fondamentale per l'essere umano.
• L'essere umano si distingue per la capacità di raccogliere segnali fisici (visivi, sonori, tattili) e tradurli in informazioni utili (codifica).
• La codifica traduce i segnali in un nuovo formato e avviene tramite impulsi elettrici.
• Gli impulsi elettrici trasmettono le informazioni al sistema nervoso centrale attraverso processi chimici.
• La codifica serve per capire tutto ciò che avviene all'interno della realtà.
• L'informatica nasce come capacità delle macchine di supportare un elevato numero di neuroni.
• Le macchine trasformano i segnali fisici in impulsi elettrici.
• Le macchine sono estensioni dell'intelligenza umana, che le supportano e superano i limiti biologici.
• La codifica può essere analogica o digitale.
• Analogico utilizza metafore per stabilire una grandezza fisica.
• Digitale utilizza un insieme strutturato di simboli.
• La codifica digitale è più immediata e permette un accesso più rapido alle informazioni.
• L'informatica utilizza la codifica digitale per risolvere problemi in modo più efficace.
• Le macchine usano due simboli in forma binaria: 1 e 0.
• L'unità di misura è il BIT (binary digit).
• Esprime il contenuto minimo di informazioni di un segnale in termini binari (1-0).

Ciclo di vita dell'informazione:

• Il mondo esterno produce segnali fisici.
• Traduzione dei segnali fisici in forma digitale (bit) = input.
• Elaborazione degli input (calcoli).
• Generazione di un output (risultato).
• Archiviazione dell'output.
• Distribuzione dell'output nel mondo esterno.
• Le macchine aiutano a ridimensionare gli errori, automatizzare compiti ripetitivi, velocizzare calcoli e migliorare la qualità della vita.

Trappola di bit

• Gli strumenti informatici devono essere usabili e accessibili.

User Experience (usabilità)

• Gli strumenti devono essere intuitivi e non creare una separazione con l'utente.

Chiarezza dei comandi

• Le operazioni devono essere intuitive, con semplicità dell'interfaccia.

Accessibilità

• Sistemi informatici che erogano servizi e forniscono informazioni fruibili senza discriminazioni.
• Esempio: accessibilità a ipovedenti, persone con difficoltà uditive, persone con disabilità.
• Tavolozza cromatica non discriminante per daltonici
• Funzione zoom dei contenuti video
• Lettori audio del testo
• Periferiche speciali per tradurre movimenti corporei in istruzioni software
• L'accessibilità supera le differenze culturali, con interfacce multilingue e risposte adattate al tipo di domanda.

Caratteristiche di un sistema informatico:

• Hardware
• Software
• Componenti diverse ma che coesistono

Hardware

• Componente fisica, include dispositivi per la gestione delle informazioni (input, elaborazione, output, memorie, distribuzione).

Architettura Hardware

• Si compone di 4 parti (modello di Turing/Von Neumann)

Periferiche di input

• Servono per comunicare con la macchina (organi di senso).
• Il computer riceve segnali dall'esterno e li codifica in formato digitale.
• Esempi: mouse, tastiera, microfono, webcam, touchscreen, wearable, interfacce neurali (BCI).

Memoria secondaria

• Vengono immagazzinate tutte le informazioni
• Memoria a lungo termine: dispositivi per leggere e/o registrare i dati.
• Hard Disk: era il supporto per la memoria a lungo termine, sostituito da chiavette o SSD.

Scheda madre

• Base operativa per le operazioni importanti del computer.

RAM (Random Access Memory)

• Memoria ad accesso casuale, a breve termine.
• Supporta i processi di calcolo, ma non conserva le informazioni dopo lo spegnimento del computer.
• Memoria di lavoro per il microprocessore.

CPU (Central Processing Unit)

• Microprocessore, mente della macchina (cervello del computer) dove vengono fatti i calcoli.

Velocità di elaborazione

• Misurata in Hertz (operazioni al secondo)
• MHz (megahertz) = un milione di operazioni al secondo
• GHz (gigahertz) = un miliardo di operazioni al secondo

ROM (Read-Only Memory)

• Memoria interna con le info per creare collegamenti con le periferiche)

Periferiche di output

• Portano fuori ciò che la macchina ha elaborato.
• Restituiscono i risultati (monitor, altoparlanti, stampante 3D).

Software

• Componente non materiale, garantisce il funzionamento della macchina.
• Configura l'hardware per eseguire le azioni desiderate.
• Software = programmi.
• L'installazione di un programma cambia la quantità di memoria informatica (bit).
• È il software che dice all'hardware cosa deve fare tramite algoritmi.

Algoritmi

• Sequenze logiche di istruzioni con regole precise e procedure di calcolo
• Obiettivo: risoluzione di un problema con una sequenza di istruzioni (es. inviare una mail)
• Hanno un inizio e una fine, consentendo di arrivare alla soluzione del problema
• Usate per: lista della spesa, appunti, strategie, schemi, istruzioni di montaggio, regole per abbinamenti, organizzazione, ricette.

Requisiti Essenziali Algoritmo

• Assenza di ambiguità
• Effettiva computabilità
• Soluzione di un problema in numero finito di operazioni

Istruzioni

• Si danno attraverso il linguaggio macchina (binario = 1 e 0).
• Utilizzo di traduttori per comunicare con le macchine.
• Linguaggi intermedi (di programmazione) = più vicini alla macchina ma più sintetici.

4 Tipologie di software:

• BIOS: consente al computer di far funzionare la ROM, include programmi essenziali.
• Sistema operativo (SO): programma che gestisce l'hardware per far funzionare altri programmi (es. iOS o Windows).
• Applicazioni o App: permettono di svolgere compiti specifici (es. WhatsApp, Instagram).

Malware e antivirus

• Alcuni software creano danni
• Adware (advertising supported software): visualizza messaggi pubblicitari che possono installare applicazioni dannose.
• Backdoor (porte di servizio): software invisibile che apre porte del computer.
• BHO (browser helper object): programmi apparentemente utili che aprono porte ad altri programmi.
• Dialer: modifica le impostazioni di connessione a Internet.
• Hijacker (dirottatori): modifica le impostazioni del browser e dirotta l'utente verso siti specifici.
• Keylogger: monitora gli eventi della tastiera.
• Rogueware o fraudtool: falsi antivirus per estorcere dati della carta di credito.
• Rootkit: accesso non autorizzato a un sistema informatico.
• Spyware: programmi spia che monitorano l'attività dell'utente.
• Cavalli di Troia: bucano il sistema e danno accesso ad altri programmi.
• Virus: attaccano il disco rigido, danneggiando hardware e memoria secondaria.
• Vermi: piccoli programmi che si riproducono esponenzialmente, intasando il sistema.
• Ransomware: criptano file e chiedono un riscatto in criptovalute.
• Software open source: versione gratuita a pagamento
• Non installare programmi craccati senza licenza perché sono veicoli di malware e virus.

Office automation

• Insieme di strumenti che hanno dematerializzato l'attività di ufficio.
• Iniziano ad essere utilizzati sistemi informatici
• Prima: carta e penne -> elaborazione diretta.
• Poi: introdotti strumenti informatici performanti -> attività codificate in digitale.
• Digitalizzazione degli archivi.
• Nuovo ufficio digitale: risparmio di oggetti fisici -> accesso più veloce, condivisione rapida.
• Evoluzione resa possibile da Internet = rete che permette di collegare tante macchine.

Internet

• È il sistema informatico reticolare maggiore, scambio di informazioni tra computer diversi in luoghi diversi.
• Internet permette di condividere le informazioni più velocemente.
• Collegamento di tutti i computer in luoghi diversi della terra in qualsiasi momento
• Quando si accede alla rete si è un nodo “ospite” della rete = "host".
• Tutto quello che viene fatto su internet viene tracciato.
• Ogni nodo ha un indirizzo IP (Internet Protocol) = numero che permette di essere tracciati.

Due tipi di indirizzo IP:

• Dinamico= cambia ad ogni accesso.
• Statico= sempre uguale (es. siti web).
• TCP/IP = linguaggio per far comunicare tutti i computer.
• Per connettersi è necessario l'ISP (Internet service provider).
• Vari servizi con internet -> Web (diversi).

Web

• Servizio di Internet (WWW).
• Archivio vivente popolato da dati a cui si può accedere da ogni parte del mondo e in qualsiasi momento.
• Aperto h24 -> protocollo HTTP.
• Protocollo HTTP garantisce l'interconnessione tra i documenti attraverso logica ipertestuale/ipermediale.
• Ipertestuale = testo fruibile in maniera reticolare.
• Ipermediale = dentro possiamo trovare qualsiasi cosa, che può essere gestita attraverso sistema informatico
• È cambiato il modo in cui gli esseri umani accedono alle informazioni; Vecchi= leggono un sito in maniera lineare, Giovani= leggono in maniera reticolare

Modalità di lettura / ascolto

• Consultazione non sequenziale= hyper-link.
• Integrazione media differenti= testo, immagini, animazioni e suoni.
• Pagina web combinazione tra codice HTML e contenuti digitali -> attraverso BROWSER.
• Linguaggio HTML (Hyper text marcap language), tradotto dal Browser.
• Misurazione velocità crociera = Mbps (mega bit per secondo).
• Se si devono cercare dei contenuti si rischia di perdersi > c'è bisogno di strumenti che aiutino
• Software: motori di ricerca
• Web 1.0 -> utente passivo, Web 2.0 -> utente inizia ad inserire i suoi contenuti utilizzando gli strumenti social.
• Social= programmi per interagire con i contenuti.

5 tipi di social software:

• Forum = discussione organizzati per aree tematiche tra utenti, si crea un flusso di informazioni che man mano si somma
• Chat= conversazione in contemporanea tra più persone, è di tipo sincrono
• Blog= un proprietario pubblica le proprie riflessioni
• Social Network= ambienti avanzati di comunicazione asincrona, che includono le caratteristiche di blog, chat e social media
• Social Media= sistemi applicativi specializzati nell'archiviazione e nella condivisione online di immagini, video e audio - > hanno un'utilità ben precisa ma sono molto verticali

GPS & GIS:

• GPS= localizzazione attraverso satelliti
• GIS= trasformazione della mappa in elementi digitali
• I sistemi GIS e le tecnologie GPS si possono combinare per condividere la propria posizione.
• SISTEMI GIS E WEBGIS: sistemi che permettono di rappresentare in formato digitale dati e informazioni di tipo geografico.
• TECNOLOGIE GPS: rete di satelliti finalizzata a individuare e acquisire le coordinate geografiche di un determinato punto di interesse.

Archiviazioni online

• Cloud computing= possibilità di virtualizzazione tutte le attività legate a funzioni basilari della macchina
• E-government= tecnologie legate al trasferimento in digitale della pubblica amministrazione
• Robot = macchina in grado di svolgere automamente sequenza di operazioni senza richiedere la presenza diretta di un essere umano.
• Parti principali di un robot: MICROPORCESSORE, ATTUATORI, SCHELETRO, SENSORI, SISTEMI DI TRASMISSIONE

Intelligenza artificiale (IA)

• Permette ai robot di simulare i processi cognitivi dell'essere umano.
• IA generativa: in grado di pensare in maniera verticale e di generare contenuti nuovi mettendo insieme una serie di elementi.
• IA -> si basa su machine learning (= apprendimento automatico).
• Si basano su vari modelli: come le Reti Neurali Artificiali -> sistemi hardware e/o software per l'elaborazione delle informazioni che simulano il funzionamento dei sistemi nervosi biologici.
• Chat GPT: tecnologia che incarna lo strumento delle reti neurali artificiali -> grazie a utilizzo del linguaggio normale riesce a spaziare in una conversazione.
• Asimov -> si rende conto che le macchine con loro intelligenza potevano diventare un problema per gli esseri umani -> scrisse le 3 leggi della robotica:
• Un robot non può recare danno a un essere umano o permettere che, a causa del proprio mancato intervento, un essere umano possa essere danneggiato.
• Un robot deve obbedire agli ordini degli esseri umani, purché tali ordini non siano in contrasto con la prima legge.
• Un robot deve proteggere la propria esistenza, a condizione che questa autodifesa non entri in conflitto con la prima e con la seconda legge.

Media

• Strumento di comunicazione che permette di trasmettere informazioni.
• Altra definizione -> è anche il modo in cui si rappresenta il messaggio (testo, immagine, suoni...).
• Media usato sia come strumento che come modalità.

COMUNICAZIONE MULTIMEDIALE

• Consiste nella trasmissione di informazione attraverso diversi "media" (strumenti tecnologici e/o tipi di rappresentazione del messaggio) e in funzione di diversi “canali sensoriali” (vista, udito, tatto, olfatto, ecc).
• Multimediale = attività che porta a miscelare media diversi
• Obiettivo = andare a sollecitare diversi canali sensoriali

Modalità Di Contenzione Del Messaggio

• Testo: strumenti per editare il testo permettono di scrivere più veloce e valorizzare testo dal punto di vista grafico grazie a strumenti di formattazione
• Formattazione= consiste nell'applicazione di una serie di strumenti che servono a modificare e migliorare l'aspetto grafico del testo
• Elementi base della formattazione:
• Corpo= coincide con le dimensioni(grandezza) del testo
• Font= insieme di caratteri tipografici contraddistinti da un determinato stile grafico
• Modalità di enfasi del testo -> metafore comunicazione orale
• Colore del testo -> non utilizzare intermedi poco leggibili

IMMAGINI

• Sono una forma molto potente di comunicazione
• Due tipologie :
• Immagini BITMAP: immagini bidimensionali composte da un fitto intreccio di punti colorati
• Risoluzione= esprime il grado di nitidezza di un'immagine digitale e dipende dal numero di pixel per pollice
• Dpi (dots per inch) = numero di punto per pollice
• Profondità del colore= quanti bit servono per andare a descrivere i colori associabili ad ogni pixel
• Formati non compressi -> .raw e .bmp / formati con compressioni ->.png, .tga, tiff
• Immagini vettoriali: sono generate dal computer a partire da forme geometriche

SUONI

• Componenti del suono: intensità del suono, altezza del suono, timbro
• Rappresentazione grafica= sinusoide
• Digitalizzazione del suono trasformazione del numero infinito di punti della sinusoide in un insieme finito di elementi (attraverso 2 fasi)
• Campionamento = selezione di un “campione rappresentativo” di punti della sinusoide
• Quantizzazione = a ognuno dei punti scelto si assegna un valore numerico che esprime il valore di ampiezza prossimo a quello dell'onda di riferimento
• VIDEO: indica un flusso di informazioni elettroniche rappresentate attraversi una serie di “immagini in movimento” Persistenza visiva = percezione del movimento Frequenza video= frequenza delle immagini(frame rate)
• Girare un video 3D implica profondità dell'immagine
• Streaming = permettono di gestire file audio/video troppo pensanti sul Web

PRESENTAZIONE MULTIMEDIALE

• Sequenza di diapositive digitali (o slide) collegate a un video proiettore
• In ogni slide è possibile: inserire e formattare testi e integrare elementi multimediali
• Processo di realizzazione della presentazione: Progettare le slide & Sviluppare le slide
• Regole per la disposizione: contrasto, gerarchia, unità prossimità
• GESTALT: il modo in cui sono disposte le cose ci permette di dare un significato e che le fa percepire in maniera diversa.

INFORMAZIONI IN INTERNET

• Notizie
• Insieme di conoscenze che contribuiscono all'accrescimento del bagaglio culturale dei singoli individui VIDEOGAME
• Sistemi informatici dotati di componenti multimediali integrate
• Si caratterizzano in base a 4 fattori
• Software
• Dispositivi hardware necessari per l'utilizzo= base centrale e connettori per collegamento rete

Instructional Design

• Progettazione didattica
• Content monomediale vs Content multimediale
• APPPRENDIMENTO SIGNIFICATIVO: processo di acquisizione delle informazioni e di integrazione nel sistema di conoscenze, mediante la costruzione di un modello mentale

Richard E. Mayer

• ha sviluppato modello del MULTIMEDIA LEARNING
• Da dove viene dato un input -> INPUT trasmesso attraverso parole e immagini
• Selezione delle informazioni
• Le informazioni selezionate che entrano nella memoria di lavoro vengono riorganizzate e mescolate
• Distingue 3 tipi di carico cognitivo:
  • Carico cognitivo intrinseco= legato alla difficoltà dei contenuti a parità di conoscenze
  • Carico cognitivo estrinseco= dipende dal mondo in cui sono progettati i contenuti didattici, è generate dal modo in cui sono progettati i contenuti didattici
  • Carico cognitivo pertinente: dovuto dall'impegno che ci si mette per apprendere le informazioni in maniera significativa
• Principi di multimedia learning: multimedialità, contiguità spaziale e contiguità temporale
• Coerenza, Modalità, Ridondanza, Personalizzazione, Segmentazione, Prerequisiti e Differenze individuali

E-LEARNING O DIGITAL-LEARNIGN (apprendimento elettronico)

• Modalità sincrona e asincrona di erogazione dei contenuti didattici multimediali mediante supporti e ambienti digitali
• Teoria dei modelli mentali di Johnson-Laird - Avere un sistema di conoscenza su un oggetto vuol dire che un essere umano:-guarda l'oggetto nel suo intero - individuo le relazioni tra gli elementi fondamentali - Da un marcatore temporale e se ne conserva una rappresentazione simbolica nella mente (l'oggetto non serve più)
• Mappa concettuale
• Digital learning mette insieme nuove tecnologie e nuovi metodi di instructional design proiezione didattica

Learning object

• Unità didattica digitale multimediale e autoconsistente focalizzata su contenuti corrispondenti a uno specifico obiettivo di apprendimento.
• deve essere composto da Modulari Autoconsistente, Interoperabili, Riutilizzabili e Corredato da metadata ISTRUCTIONAL DESIGNER: crea mappe concettuali programmati STORYBOERDER MULTIMEDIALE: definire i singoli learning object > fa' uno storyboard GRAFFICO MULTIMEDIALE: a progettare la didattica per scopi educativi o formativi SVILUPATTORE E-LEARNING: realizza il tutto E-TUTOR: supportano gli studenti online > tutor sui contenuti per la classe Vantaggi della valutazione mediante supporti digitali: nuove tecnologie introdotto nuovi strumenti di valutazione sempre più sofisticati Piattaforma LMS o Learning System: e un software sono stati per consentire percorsi multimediali

E-Learning

• Registrare cio che avviene durante le fasi del corso
• Comunicare con gli utenti e consentire loro di interagire con il sistema
• Raccogliere i diversi input degli utenti e interpretare le IN MEMORIA E-Learning 2.0 modalità si riesce a interaggire E-Learning 3.0= CREARE ambienti che simulano di apprendere e collaborare Coding:
• programmazione per bambini
• Robotica EDUCATIVA; inserire software programmati all'interno di oggetti reali e con cui i bambini possono interagire creare collaborazione-motivazioni( hanno carica di pertinenti alto)

ROBOTICA EDUCATIVA:

metodologia didattica interattiva basata sulla costruzione, sulla gestione e sulla programmazione intuitiva di robot

• inserire software programmati all'interno di oggetti reali con cui i bambini possono interagire Vantaggi: creare collaborazione valutazione sviluppare la praticità divertimento motivazione -> hanno carico cognitivo pertinente molto alto gestione delle emozioni Robot utilizzati spesso nei casi di autismo -> per creare relazione emotiva tra educatore e bambini Robot diventava un oggetto di transizione/mediazione di emozioni