Fondamenti di elettronica, elettrotecnica e informatica

• MEZZI DI’ TRASPORTO PIÙ VELOCI

Il boom dell’aviazione civile ha messo in crisi i grandi transatlantici e nel Nord America gli

stessi treni sono ormai riservati quasi esclusivamente al trasporto delle merci. In Giappone e in

Europa, al contrario, la messa a punto di nuove tecnologie per la realizzazione di treni ad alta

velocità ha rilanciato un sistema di comunicazioni che sembrava ormai prossimo al declino.

L’introduzione di treni super-veloci ha comportato anche l’ammodernamento e la

razionalizzazione della rete ferroviaria, con la costruzione di infrastrutture talvolta

avveniristiche, come il tunnel ferroviario sotto la manica completato nel 1993.

• MACCHINE E UOMINI NELLO SPAZIO

Negli anni immediatamente successivi alla fine della seconda guerra mondiale la costruzione di

veicoli destinati a viaggiare nello spazio registrò uno sviluppo improvviso. Le cause di questo

fenomeno furono molteplici. Innanzitutto esso venne stimolato da considerazioni politiche e

propagandistiche: la nazione in testa nella gara spaziale, infatti, avrebbe avuto la possibilità di

presentarsi come un paese ricco e potente, con un modello di sviluppo che consentiva di

compiere grandi imprese. In secondo luogo la tecnologia spaziale permetteva la messa a punto

di nuovi vettori, utilizzabili poi anche per il lancio di missili balistici, e faceva prevedere una

notevole “ricaduta” sull’intero sistema produttivo. A proseguire i progetti messi a punto in

Germania furono l’unione sovietica e gli stati uniti. Il primo passo nella conquista dello spazio

fu compiuto dall’unione sovietica, che il 4 ottobre 1957 lanciò il satellite sputnik 1. Le

strumentazioni contenute a bordo dovevano consentire di studiare gli strati più alti

dell’atmosfera terrestre. Un mese dopo fu mandato in orbita un satellite quasi sei volte più

pesante dove furono sistemate la cagnetta Laika e un’apparecchiatura per la trasmissione delle

rilevazioni scientifiche a terra con i relativi strumenti per lo studio delle funzioni vitali nello

spazio.

Il 12 Aprile 1961, da parte dell’unione sovietica, fu messa in orbita una navicella spaziale, la

Vostok 1, con a bordo il maggiore Gagarin. Questi rimasero in orbita poco meno di un’ora e

mezzo. Il 20 aprile di quello stesso anno il presidente degli stati uniti, John Kennedy, tenne un

discorso sul quale affermò che era indispensabile per il prestigio dell’ America cercare di

“battere i Sovietici”.

Dopo numerosi tentativi, nel 1964, gli Stati Initi, misero in orbita la sonda Mariner 4 che,

passando a 10.000 chilometri di distanza da Marte, trasmise le prime immagini veramente

chiare del pianeta. Le zone più scure che si potevano osservare erano causate da nubi di

polvere. Da nessuna parte vi era traccia di opere dovute a qualche specie vivente evoluta.

Furono gli Americani, grazie soprattutto ai rilevamenti di explorer 1 (febbraio 1958), a

conseguire i migliori risultati nel campo delle sonde automatiche. E dieci anni dopo un

Neil Armstrong,

Americano, mise piede per primo sulla luna. Il 21 luglio 1969 la navicella

spaziale Apollo 11 rientrò sulla terra ammarando nell’oceano pacifico.

La ricerca tecnologica ha poi contribuito alla realizzazione dello Space Shuttle, grazie al quale è

ora possibile trasportare un maggior quantitativo di materiali e un più elevato numero di

uomini in grado di lavorare all’installazione o al perfezionamento di stazioni orbitanti e

piattaforme spaziali.

• L’INNOVAZIONE TECNOLOGICA, INFORMATICA ED ELETTRONICA

L’elettronica, la telematica e l’informatica sono i campi su cui è maggiormente incentrata la

terza rivoluzione industriale. Il 1946 è rappresentato dall’invenzione del calcolatore elettronico,

lungo diciassette metri e alto un metro e ottanta, costituito da 800.000 componenti e con oltre

ottanta chilometri di fili. Lo sviluppo della tecnologia informatica ha ottenuto risultati eccellenti

nel settore della microelettronica con i circuiti integrati (chip), che hanno presto sostituito i

transistor, e con la loro ulteriore miniaturizzazione in forma di microprocessori (1970) grazie ai

quali è stato possibile realizzare il personal computer, un apparecchio di piccole dimensioni alla

capace di scrivere testi, memorizzarli, visualizzarli su uno schermo, stamparli e archiviarli,

portata di tutti

con la possibilità di sostituire o spostare interi periodi senza dover ribattere le parti che si intende

conservare

. Negli ultimi anni la potenza e la velocità di calcolo dei PC si sono potenziate

enormemente, riducendone allo stesso tempo la grandezza. La diffusione dei PC è aumentata

considerevolmente dopo l’avvento di Internet, una rete globale di computer collegati tra loro in

tempo reale. In molti tipi di macchina ( dall'automobile, alla lavatrice, dai robot industriali alle

serre agricole) sono stati montati microprocessori che eseguono azioni ripetitive preordinate

attraverso un linguaggio informatico. La seconda rivoluzione industriale era caratterizzata da

un uso analogico dell'elettronica mentre la terza rivoluzione industriale è segnata

dall'elettronica digitale. Con l’introduzione di una

nuova generazione di

macchine, i robot, capaci di

svolgere gran parte delle

operazioni predefinite e

controllate dai computer,

l’elettronica ha cambiato il

volto del lavoro in fabbrica,

con decisivi progressi nella

produttività e nel controllo

degli standard di qualità dei

prodotti.

La creazione di reti di collegamento in grado di comunicare “in tempo reale” e la costruzione di

enormi archivi di informazione, le cosiddette banche-dati, hanno dato enormi vantaggi sia nel

settore dei servizi offerti dai privati che in quello dell’amministrazione pubblica (trasferimenti di

denaro, prenotazione di treni ed aerei). Nel campo della medicina, è esemplare il caso della tac

(tomografia assiale computerizzata) dell’inglese hounsfiled, una sorta di radiografia in cui è

possibile tradurre immagini di notevole perfezione i milioni di dati forniti dall’esame radiologico.

• NUOVI SISTEMI DÌ TELECOMUNICAZIONE Il computer, insieme ai satelliti e ai cavi

a fibre ottiche, attraverso i quali non

passano più segnali elettrici ma luminosi,

è stato fondamentale per la crescita

economica e ha portato a un assetto

sempre più efficiente delle

telecomunicazioni. Tutto si dirige al

digitale: i telefoni, la televisione, la

fotografia, il cinema, i sistemi di

comunicazione a lunga distanza, la

riproduzione audio ad alta fedeltà. Film,

corsi di cucina, notiziari, concerti di

musica dal vivo e altro ancora sono

disponibili su supporti portabili, i cd-rom

(compact disc read only memory).

L’avvento della telefonia cellulare, dall’invenzione statunitense degli anni settanta, il cellulare.

Il nome deriva dalla conformazione della rete di trasmissione. Questa è infatti frazionata sul

territorio in tante piccole cellule esagonali attigue, con un raggio di circa venti chilometri, e

ogni cellula è dotata di un ripetitore radio, direttamente collegato alla centrale del sistema. La

ricezione del segnale avviene in modo automatico tramite la centrale ricevente che ne

permette l’aggancio all’apparecchio.

• IL GRANDE MITO DEI NOSTRI GIORNI: INTERNET

Nato in ambiente militare statunitense

durante la guerra fredda e recuperato dal

mondo universitario, internet, ovvero il

collegamento dei computer in reti

internazionali, ha prodotto una vera e propria

rivoluzione tecnologica.

Basti pensare che dal 1988 la rete raddoppia

ogni anno il numero dei propri utenti e il

volume di traffico

Internet è una rete di computer mondiale ad accesso pubblico attualmente rappresentante

anche uno dei principali mezzi di comunicazione di massa. Chiunque infatti disponga di un

computer e degli opportuni software, appoggiandosi ad un ISP che gli fornisce un accesso a

Internet attraverso una linea di telecomunicazioni dedicata (ADSL, HDSL, VDSL, GPRS, HSDPA,

ecc.) o una linea telefonica della Rete Telefonica Generale (POTS, ISDN, GSM, UMTS, ecc.),

può accedere a Internet ed utilizzare i suoi servizi. Ciò è reso possibile da una suite di

protocolli di rete chiamata "TCP/IP" dal nome dei due principali, il TCP e l'IP, la "lingua"

comune con cui i computer di Internet si interconnettono e comunicano tra loro

indipendentemente dalla loro architettura hardware e software.

Costituita da alcune centinaia di milioni di computer collegati tra loro con i più svariati mezzi

trasmissivi, Internet è anche la più grande rete di computer attualmente esistente, motivo per

cui è definita "rete delle reti" o "rete globale". In quanto rete di telecomunicazioni (una rete di

computer è una tipologia di rete di telecomunicazioni) è invece seconda alla Rete Telefonica

Generale, rete di telecomunicazioni anch'essa mondiale e ad accesso pubblico, coprente però il

pianeta in modo più capillare di Internet, motivo per cui inizialmente è stata largamente

utilizzata per l'accesso ad Internet degli utenti comuni, e tutt'oggi lo è ancora, anche se, in un

futuro non troppo lontano, con il miglioramento della tecnologia VoIP, è destinata a scomparire

inglobata da Internet in quanto, quest'ultima, basata su una tecnologia, la commutazione di

pacchetto, comportante maggiore efficienza dell'infrastruttura di rete.

Internet offre i più svariati servizi, i principali dei quali sono il World Wide Web e la posta

elettronica, ed è utilizzata per le comunicazioni più disparate: private e pubbliche, lavorative e

ricreative, scientifiche e commerciali. I suoi utenti, in costante crescita, alla fine del 2005

hanno superato il miliardo.

Una rete di computer mondiale ad accesso pubblico è stata teorizzata per la prima volta nel

1960 dallo statunitense J.C.R. Licklider, ed è divenuta una realtà solo a partire dal 1990

quando il governo degli Stati Uniti ha legiferato la possibilità di ampliare, a fini di sfruttamento

commerciale da parte dell'iniziativa privata, una Internet in quel momento rete di computer

mondiale di proprietà statale destinata al mondo scientifico (università e laboratori di ricerca).

Con la nascita del World Wide Web nel 1991, a cui fa seguito un immediato successo in ragione

delle sue funzionalità, della sua efficienza, e, non ultima, della sua facilità di utilizzo, ha poi

inizio la crescita esponenziale di Internet, crescita che in pochissimi anni la porterà a cambiare

per sempre la società moderna rivoluzionando il modo di relazionarsi delle persone come

quello di lavorare tanto che nel 1998 si arriverà a parlare di "nuova economia".

ANNO SCOLASTICO 2008/2009

TERZA AREA:

INFORMATICA, RETI ED INFRASTRUTTURE

Candidato: Cappellari Danny – 5ATIE

Una rete di calcolatori è un sistema che permette la condivisione di informazioni e risorse (sia

hardware che software) tra diversi calcolatori. Il sistema fornisce un servizio di trasferimento di

informazioni ad una popolazione di utenti distribuiti su un'area più o meno ampia.

Le reti di calcolatori generano traffico di tipo fortemente impulsivo, a differenza del telefono, e

per questo hanno dato origine - e usano tuttora - la tecnologia della commutazione di

pacchetto.

• RETE / MAINFRAME

La costruzione di reti di calcolatori può essere fatta risalire alla necessità di condividere le

risorse di calcolatori potenti e molto costosi (mainframe). La tecnologia delle reti, e in seguito

l'emergere dei computer personali a basso costo, ha permesso rivoluzionari sviluppi

nell'organizzazione delle risorse di calcolo.

Si possono indicare almeno tre punti di forza di una rete di calcolatori rispetto al mainframe

tradizionale:

1. fault tolerance (resistenza ai guasti): il guasto di una macchina non blocca tutta la rete,

ed è possibile sostituire il computer guasto facilmente (la componentistica costa poco e

un'azienda può permettersi di tenere i pezzi di ricambio in magazzino);

2. economicità: come accennato sopra, hardware e software per computer costano meno

di quelli per i mainframe;

3. gradualità della crescita e flessibilità (scalabilità): l'aggiunta di nuove potenzialità a una

rete già esistente e la sua espansione sono semplici e poco costose.