Bicicletta

Istituto istruzione superiore

Ferraris – Pancaldo

Savona

Corso Informatica progetto "Abacus"

Esame di Stato A.S. 2011/2012

Classe VR

Federico Marsella

Introduzione

La bicicletta

L'elemento chiave di questa tesina è la bicicletta.

Questo semplice mezzo, negli anni, ha portato l'unione di molte scienze.

Dagli inizi per lo sviluppo dei materiali per telai, ruote, copertoni; ad oggi con lo sviluppo di cambi elettronici, ciclocomputer con sensori di velocità, cadenza, potenza e frequenza cardiaca; sino al trasferimento dei dati di quest'ultimi sul proprio diario d'allenamento online per poter migliorare l'allenamento, confrontarsi con se stessi e con gli altri.

Un uscita in bici, con un ciclocomputer, comporta l'utilizzo dell'elettronica e dell'informatica.

Mentre ci si allena l'elettronica del ciclocomputer ci consente di visualizzare velocità, distanza percorsa e altri dati dell'allenamento. Una volta tornati a casa, questi dati, possono essere archiviati online, quindi su un database. Informatica

Database

Una volta finito un allenamento, i dati raccolti dal proprio ciclocomputer possono essere scaricati sul computer. I dati vengono memorizzati su un database. In questo modo possiamo consultarli, in caso modificarli, confrontarli con altri ecc...

Un database è una raccolta di informazioni, organizzata in modo che si possa facilmente, recuperarle, aggiungerne, modificarle e cancellarle.

Per garantire questa semplicità nella gestione dei dati, un database deve essere:

• Semplice: i dati devono essere facilmente reperite in varie applicazioni e da differenti utenti.
• Efficiente: l'utilizzo delle risorse deve essere ottimizzato nel tempo e nello spazio.
• Efficace: le informazioni devono essere rappresentative della realtà che si vuole analizzare.
• Ad esempio un età non può essere negativa.
• Sicuro: le operazioni sui dati sono permesse solo agli utenti autorizzati.

I dati di un database sono memorizzati in record, che a loro volta sono suddivisi in campi.

Un dato è utilizzabile solo se si attribuisce un interpretazione che consente di comprendere il suo significato. Ad esempio l'insieme di dati D={Art01, Art03, Art56, 12, 23, 45} senza un'interpretazione sono privi di significato. Con la chiave di interpretazione “Articoli di magazzino” assume il significato di “quantità disponibile per un determinato articolo”.

Articoli di magazzino

Codice articolo Quantità

Art01 23

Art03 12

Art56 45

I database possono avere varie strutture per la memorizzazione dei dati. Si suddividono principalmente in modelli concettuali e modelli logici.

I modelli concettuali permettono la rappresentazione dei concetti dal punto di vista dei dati piuttosto che la struttura cui possono essere rappresentati in memoria. Uno di questi è il modello ER (entità-associazione).

I modelli logici rappresentano i dati sempre in modo astratto ma riflettono l'organizzazione, che può essere tabellare, ad albero, ecc... In particolare i principali sono:

• Modello gerarchico, dove i dati vengono organizzati in record connessi tra loro secondo strutture ad albero.
• Modello reticolare, che deriva da quello gerarchico, i record sono legati con strutture ad anello permettendo agli utenti di accedere ai dati in modo più semplice.
• Modello relazionale, basato sul concetto di insiemi di record (tabelle) e le relazioni tra le informazioni derivano dalla corrispondenza di alcuni campi di record appartenenti a tabelle diverse.

Per progettare un database si devono seguire tre fasi:

1) Progettazione concettuale. Il suo scopo è definire una rappresentazione corretta e completa della realtà d'interesse.

L'input di questa fase sono le specifiche formali, ovvero una descrizione dei dati che dovranno essere memorizzati nel database e come dovranno essere utilizzati.

L'output è lo schema concettuale, il diagramma ER.

2) Progettazione logica. Il suo scopo è quello di trasformare questa rappresentazione ancora astratta in uno schema logico, ovvero una rappresentazione efficiente rispetto alle strutture del sistema di gestione che si utilizza.

L'input di questa fase è il diagramma ER.

L'output è uno schema logico rappresentato tramite tabelle.

3) Progettazione fisica. Il suo scopo è quello di implementare lo schema logico definendo tutti gli aspetti fisici di memorizzazione dei dati.

L'input sono le tabelle della progettazione logica.

L'output è l'implementazione in memoria del database.

Tutto ciò che riguarda la manipolazione dei dati sul database è gestita dal DBMS, che consente all'utente di eseguire le operazioni sui dati. Il DBMS è quindi un software che provvede alla generazione dello schema, alla ricerca e all'aggiornamento dei dati.

Il DBMS è formato da tre livelli:

1) Il livello esterno, è il livello con cui interagiscono i singoli utenti del database, attraverso specifiche applicazioni. Fornisce un interfaccia grafica che permette di visualizzare i dati ed eseguire la manipolazione dei dati.

2) Il livello logico, dove si trova il database logico, è il livello che contiene la rappresentazione astratta del database, può essere visto come la definizione dell'intero schema dei dati.

3) Il livello fisico, dove troviamo il database fisico, è costituito dall'implementazione del database logico.

Per ognuno di questi livelli si utilizzano linguaggi distinti:

• Data Manipulation Language (DML) - permette di inserire, cancellare, modificare i dati (livello esterno).
• Data Definition Language (DDL) - consente di definire la struttura della base di dati e le autorizzazioni per l'accesso (livello logico).
• Data Control Language (DCL) - permette di gestire gli utenti e i permessi (livello logico).
• Device Media Control Language (DMCL) - permette di controllare i supporti (memoria di massa) dove vengono memorizzati i dati (livello fisico).

Sistemi

PHP e SQL

I grandi produttori di ciclocomputer offrono al cliente la possibilità, registrandosi al proprio sito web, di scaricare i dati delle uscite su un diario online; è cosi possibile averli sempre sott'occhio per pianificare allenamenti specifici per migliorarsi.

Un esempio di questi siti è il seguente:

Dietro un sito del genere possiamo trovare linguaggi come HTML, PHP, SQL che permettono di creare pagine dinamiche e di richiedere informazioni ad un database.

L'SQL è il linguaggio universale usato per creare e gestire un database ed è molto semplice perché si avvicina molto al “linguaggio umano”.

L'SQL è uno standard, e la maggior parte dei suoi comandi sono utilizzati su tutti i DBMS; si possono trovare differenze solo per qualche comando più specifico.

Nella programmazione SQL il linguaggio si divide in più parti, le principali sono DDL e DML.

Il DDL (Data Definition Language) è il linguaggio che ci permette di creare, modificare e cancellare le tabelle.

I comandi DDL sono:

• CREATE (crea tabella)
• CREATE TABLE nome_tabella (colonna1 tipodatocol1, colona2 tipodatocol2);
• ALTER (modifica tabella)
• ALTER TABLE nome_tabella ADD nomecolonna tipodatocolonna
• DROP (elimina tabella, struttura e contenuto)
• DROP TABLE nome_tabella

Il DML (Data Manipulation Language) ci permette di manipolare i dati all'interno delle tabelle.

I principali comandi sono:

• SELECT (selezione)
• SELECT nome_colonna FROM nome_tabella
• INSERT (inserimento)
• INSERT INTO nome_tabella VALUES (valore1, valore2, valore3, ...)
• UPDATE (aggiornamento)
• UPDATE nome_tabella SET nome_colonna=valore WHERE nome_colonna=valore
• DELETE (cancellazione)
• DELETE FROM nome_tabella WHERE nome_colonna=valore

Le tabelle sono composte da varie colonne che prendono il nome di campi, una tabella anagrafica avrà come campi: nome, cognome, data di nascita, ecc...

Con l'ausilio del PHP possiamo creare delle pagine che tramite interfaccia grafica restituiscono il risultato delle query SQL.

Il PHP è un linguaggio di programmazione che consente di arricchire le pagine web di codice che sarà eseguito sul server, generando quindi dinamicamente l'HTML.

Un pagina in PHP è quindi composta sia da tag HTM, sia da parti di codice in PHP.

Tutto il codice che si trova tra <?php e ?> viene eseguito prima di inviare la pagina all'utente che l'ha richiesta.

Per scrivere in PHP si può usare un qualsiasi editor di testo come Notepad di Windows. Si possono trovare online alcuni editor apposta per PHP che aiutano ad indentare il codice e colorano i TAG.

L'importante è ricordare che il codice PHP va inserito all'interno dei TAG <?php e ?> che indicano proprio inizio e fine PHP.

Per passare da PHP a HTML e viceversa basta aprire i TAG dove necessario:

<?php for ($i=0; $i<50; $i++) { //Stampa 50 volte la parola Esempio

?>

<b>Esempio</b><br>

<?php }

?>

Per fare una query su un DB MySQL, utilizziamo il comando mysql_query().

La sintassi è: mysql_query(stringa_della _query, database_di_connessione).

Solitamente si creano due variabili in modo da semplificare il comando; come nell'esempio seguente.

Prima di inviare una query bisogna connettersi al server e selezionare il DB.

Esempio:

<?php $host= 'localhost'; //localhost utilizzando un server virtuale sullo stesso pc

$user= 'root';

$password= 'password';

$database= 'clienti';

$db = mysql_connect($host,$user,$password) or die ("Impossibile connettersi");

mysql_select_db($database, $db) or die ("impossibile accedere al db");

$nome = $_GET["nome"]; //supponiamo di aver preso i dati da una form

$codfisc = $_GET["codfisc"];

$query = "INSERT INTO clienti (Nome, CodFisc) VALUES ('$nome', '$codfisc')";

if(mysql_query($q, $db))

print("<p align='center'>Cliente registrato con successo!</p>");

else print("<p align='center'>Errore inserimento Cliente</p>");

mysql_close($db);

?>

Con PHP si possono creare form per l'invio di E-Mail; ad esempio, il sito di una ditta può utilizzarlo nella sezione “Contattaci”.

Il PHP è quindi un modo per migliorare le pagine HTML e scrivendo il codice dinamicamente ci facilita la scrittura del codice. Inglese

Computer languages and HTML

Unfortunately for us, computers can't understand natural languages. The only language they understand directly in machine code, which consist of 1s and 0s (binary code).

Machine code is too difficult to write. For this reason, we use symbolic languages to communicate instructions to the computer. For example, assembly languages use abbreviations such as ADD, SUB, MPY to represent instructions. The program is then translated into machine code by a piece of software called an assembler.

Machine code and assembly languages are called low-level languages because they are closer to the hardware. They are quite complex and restricted to particular machines.

To make the programs easier to write, and to overcome the problem of intercommunication between different types of computers, software developers designed high-level languages, which are closer to the English language.

Here are some examples:

• FORTRAN was developed by IBM in 1954 and is still used for scientific and engineering applications.
• COBOL (Common Business Oriented Language) was developed in 1959 and is mainly used for business applications.
• BASIC was developed in 1960s and was widely used in microcomputer programming because it was easy to learn. Visual Basic is a modern version of the old Basic language, used to build graphical elements such as buttons and windows in Windows programs.
• PASCAL was created in 1971. It is used in universities to teach the fundamentals of programming.
• C was developed in the 1980s at AT&T. It's used to write system software, graphics and commercial applications. C++ is a version of C which incorporates object-oriented programming: the programmer concentrates on particular things (a piece of text, a graphic or a table, etc.) and gives each object functions which can be altered without changing format, the programmer needs to rework just the graphics object. This makes programs easier to modify.
• JAVA was designed by Sun in 1995 to run on the Web. Java applets provide animations and interactive features on web pages.

Programs written in high-level languages must be translated into machine code by a compiler or an interpreter.

A compiler translates the source code into object code, that is, it converts the entire program into machine code in one go.

On the other hand, an interpreter translates the source code line by line as the program is running.

It is important not to confuse programming languages with markup languages, used to create web documents. An example of markup language is HTML.

The code behind most web pages is HTML (hypertext markup language), which consist of commands called tags. Tags are placed around pieces of text to tell the web browser how to display text or pictures.

You can view the source HTML code of a web page by choosing the page source option in your web browser; but you needn't learn HTML in order to build your own website.

Instead, you can use a word processor with web design compatibilities or a dedicated web editor like FrontPage. Web editors are user-friendly so what you see is what you get. Different buttons and menu items let you design a page without writing HTML.

An example of HTML source code of this page:

Head:

<p align="center">

<font size="5"><i>

<b>INGLESE</b>

<br>

Computer languages and HTML

</i></font>

</p>

Unordered (bulleted) list:

• <b>FORTRAN</b> was developed by IBM in 1954 and is still used for scientific and engineering applications.
• <b>COBOL</b> (Common Business Oriented Language) was developed in 1959 and is mainly used for business applications.
• <b>BASIC</b> was developed in 1960s and was widely used in microcomputer programming because it was easy to learn. Visual Basic is a modern version of the old Basic language, used to build graphical elements such as buttons and windows in Windows programs.
• <b>PASCAL</b> was created in 1971. It is used in universities to teach the fundamentals of programming.
• <b>C</b> was developed in the 1980s at AT&T. It's used to write system software, graphics and commercial applications. <b>C++</b> is a version of C which incorporates object-oriented programming: the programmer concentrates on particular things (a piece of text, a graphic or a table, etc.) and gives each object functions which can be altered without changing format, the programmer needs to rework just the graphics object. This makes programs easier to modify.
• <b>JAVA</b> was designed by Sun in 1995 to run on the Web. Java applets provide animations and interactive features on web pages.

</ul>

There are a number of different elements that you can use on a web page:

• Text: displayed in a variety of fonts and sizes.
• Background: the underlying colours and patterns of a web pages.
• Tables: with columns and rows, used to position images and text on pages.
• Frames: rectangular areas that allows the display of different pages in the same browser windows.
• Cascading Style Sheets (CSS): a mechanism for adding styles to web documents.
• Graphics, clip art, icons, background tamplates, wallpaper and transparent images: common format are .jpg ideal for pictures with many colours, .gif ideal for pictures with fewer colours, .png which support 16 million colours.
• Hyperlinks: text or pictures that acts as links to other pages. If you want to share information with people, you can use RSS feeds and provide readers with a link to the feed. RSS allows subscribers to receive updates of blogs, news, etc.

Many websites now incorporate audio/video files, and if you're designing a site, you may like to insert songs or videos. The most used audio format is .mp3. Videos are usually .avi.

If you want to inject something special into your web pages, you can use Adobe Flash to include interactive animations and streaming audio. Additionally, you can insert Java applets, small programs that enable the creation of interactive files.

To see or hear all these files, you must have the right plug-in, an auxiliary program that expands the capabilities of your web browser. Elettronica

Sensore di velocità

Uno degli strumenti che ha portato l'elettronica sulla bicicletta è il ciclocomputer.

Il funzionamento è molto semplice: si ha un sensore di prossimità posto vicino alla ruota, un magnete su un raggio, posto in modo che passi davanti al sensore ed infine un piccolo computer, solitamente posto sul manubrio, che riceve i dati dal sensore. In base al modello avremo una connessione via cavo tra sensore e computer, oppure wireless. Quest'ultimo comporta una codifica dei segnali, in modo da non avere interferenze nel caso che due biciclette con lo stesso contachilometri siano vicine.