Appunti Terminali Mobili e Multimedialità

Appunti di Terminali Mobili e Multimedialità

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Appunti di Giacomo Gargiulo per info:

Lezione 1 – Introduzione al Mobile Computing

1) Definizione e proprietà del Mobile Computing

Il Mobile Computing o calcolo mobile designa in modo generico l' insieme di operazioni computazionali che

consentono all' utente di accedere e/o elaborare informazioni da dispositivi portatili ( come palmari, laptop,

cellulari, ecc ) senza vincoli sulla posizione fisica dell' utente o delle apparecchiature coinvolte.

Il professore Leonard Kleinrock, California dice che: "il mobile computing riguarda applicazioni ed aspetti

tecnici da considerare quando le persone sono in movimento". L' obbiettivo principale del Mobile Computing

è quello di consentire agli utenti di operare anche in ambienti fisicamente non connessi. Quindi l' utilizzo di

dispositivi esclusivamente telefonico o di un portatile non connesso a una rete non può essere considerato

"mobile computing" in senso stretto.

2) Differenze tra mobile computing e wireless

( Applicazioni Wireless non mobili o fisse, Applicazioni mobile non Wirless )

I dispositivi portatili che neccessitano di una connessione via cavo detti wired, propongono dei limiti alla

comunicazione in termini di temppo e di spazio. Invece i dispositivi wireless, in particolare quelli che operano

via radio, superano le limitazioni precedenti. In molti casi i termini mobile e wireless sono spesso fonte di

confusione, considerando per esempio che le applicazioni wireless possono essere "non mobili" se utilizzano

reti Wireless fisse ad esempio: una rete aziendale che fornisce connettività wireless ai portatili e viceversa

possiamo trovare applicazioni mobili che non sono wireless. Di fronte a tutto questo, per il mobile computing

non è necessario che i dispositivi portatili necessitino di connessione wireless, dal momento che il sistema di

comunicazione wireless è solo un particolare mezzo di comunicazione, in cui il canale è lo spazio.

In modalità non connessa, l' informazione viene elaborata e mantenuta localmente al dispositivo, per poi essere

sincoronizzata con il sistema centrale. Ad es. La rubrica telefonica su PDA. In modalità connessa, il dispositivo

mobile fornisce un meccanismo di connessione ad una rete di informazioni.

3) Differenze tra tipologie di Mobile Computing - Nomadic Computing: rappresenta un caso particolare

di mobile computing, ossia l' uso in maniera

intermittente del collegamento di un dispositivo mobile

ad una rete che può essere wired o wireless. Un esempio

tipico di questa rete è quello del commesso viaggiatore

che si connette alla propria rete aziendale da più luoghi

ed è in grado di utilizzare gli stessi servizi

indipendentemente dalla locazione in cui si trova.

- Pervasive ( o Ubiquituos ) Computing: Rappresenta il modello di iterazione uomo-macchina in cui

l' elaborazione dell' informazione è stata integrata nelle attività e

negli oggetti della vita quotidiana. A tutt' oggi molteplici

dispositivi digitali, che ci circondano, sono detti "embedded"

( ovvero sono i software integrati scritti per dispositivi

elettronici non connessi, quale lo sportello elettronico delle

banche ). Lo scopo del Parvasive Computing è quello di mettere

in comunicazione questi dispositivi, rendendoli identificabili e

raggiungibile di solito attraverso onde radio in modo da creare

principalmente una rete di dispositivi intelliggenti. Un esempio

di Pervasive Computing, può essere un frigorifero che può fare

l' inventario di ciò che contiene, confrontando la lista che che

ottiene in questo modo, con una lista registrata sul PC, inviando

al cellulare dell' utente o direttamente ai fornitori la spesa del

giorno.

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- Context Aware Computing: è il tentativo di adattare l' applicazione mobile e la sua elaborazionein base alle

informazioni provenienti dal contesto, definito come l' insime delle condizioni sia fisiche e sociali dove avviene

l' elaborazione dell' applicazione steessa. Ad esempio si potrebbe pensare ad un' applicazione mobile che

imposta una diversa suoneria o attiva la vibrazione in base alla propria posizione geografica.

4) Leggi di Moore

Le leggi di Moore sono due principalmente per cui:

1° Le prestazioni dei processori, e il numero dei transistor ad esso relativo raddoppiano ogni circa 18 mesi.

2° L' investimento per realizzare una nuova tecnologia di microprocessori cresce in maniera esponenziale

con il tempo.

Lezione 2 – Sfide tecnologiche

1) Reti Wireless – Problemi

Al giorno d' oggi attraverso i dispositivi mobili riusciamo a svolgere anche quei lavori che richiederebbero un

desktop, ma sottilmente resistono delle limitazioni: legati: alla mobilità quali problemi delle infrastrutture di

comunicazione, hardware legati ai limiti fisici dei dispositivi, software quali SO ed API legati alle limitazioni

hardware.

♦) Problemi Comunicazione

Il problema legato alla mobilità o connessione si riferiscono alla:

♦C opertura di rete: in quanto anche quando un' area possa risutare fisicamente coperta dal segnale, non vi è

garanzia che il segnale possa penetrare barriere fisiche come costruzioni, gallerie, ecc.

♦A mpiezza di banda: in quanto la velocità di connessione può variare in dipendenza del protocollo utilizzato.

♦

Latenza: in una connessione wireless o via cavo, la Latenza si definisce come il ritardo che intercorre tra

l' invio della richiesta di elaborazione e la ricrazione dei dati, compresa l' elaborazione degli stessi dati.

Un' elevata latenza, che causa un intervallo di attesa lungo, può essere causata da diversi fattori come ad

esempio la diversa tipologia di connessione, dove in termini di codifica, la latenza può essere causata dalla

compressione e trattamento dei dati ad ogni estremità, ritardi addizionali possono essere aggiunti se un

collegamento si estende su diversi tipi di reti. La Latenza è un fattore che può incidere sulla velocità di

connessione dati, anche se differisce dalla larghezza di banda e del relativo rendimento, definendosi come una

misura dell' ampiezza del segnale di trasmissione o ricezione. I costi della connettività sono spesso significativi,

in quanto alcuni operatori applicano tariffe basate sul tempo do connessione, metre altri si basano sulla quantità

di dati trasferiti. Ogni operatore utilizza diversi protocolli di connessione ai dispositivi wireless.

♥) Soluzione Problemi Comunicazione

– Capacita "Always - ON"

La capacità Always-On si riferisce alla possibilità data all' utente di accedere ai dati in qualsiasi momento,

senza pagare tariffe a tempo e senza stabilire ogni volta una connessione alla rete wireless. Questa possibilità

è stata introdotta dalle reti Packet-Switched. La differenza sostanziale tra le due reti sta nel fatto che mentre le

reti Circuit-Swithed tariffano e connessioni basandosi sul tempo, le reti Packet-Swithed effettuano un calcolo

dei costi in base alla quantità di dati scambiata. Consentendo all' utente di restare collegato anche durate periodi

di inattività.

♦ Nelle reti Circuit-Switched ho un canale mio al quale nessuno può accedere.

♦ Nelle reti Packet-Switched si ha la possibilità di ricevere nuovi pacchetti dagli operatori wirelessi, basati sulla

quantità di dati utilizzata piuttosto che sul tempo di attivit, condividendo il canale con altri utenti attraverso un

meccanismo gestito dalla centrale. g iacomo.gargiulo.made4Core@gmail.com Pag 3

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♦) Problemi Hardware

La scelta del dispositivo da utilizzare è determinate per il successo di una applicazione mobile, per scegliere

il dispositivo è importante porsi alcune domande quali: Che tipo di applicazione si vuole sviluppare? È una

applicazione di client business, email, etc. Che tipo di accesso ai dati è richiesto? E' richiesta la modalità

wireless? Se si, è richiesto un modem integrato o può essere aggiunto un componente esterno? Come deve

collegarsi il dispositivo ai server centrali? Via wireless oppure attraverso una base? Quali sistemi operativi si

vogliono utilizzare? Che tipo di sicurezza si vuole adottare? Che caratteristiche fisiche deve avere il

dispositivo?

♥) Soluzione problemi Hardware

La soluzione è data stesa dalla proliferazione sul mercato di diversi tipi di teminali mobili, dove le compagnie

intallano le componenti in base alle esigenze correnti, quale può essere ad esempio una maggiore quantità di

memoria, ecc.

♦) Problemi Software

La scelta della piattaforma software da utilizzare è legata alle "interazioni applicative" che il dispositivo dovrà

sostenere, con le altri componenti della soluzione da realizzare.

♥) Soluzioni Software

Nel campo degli strumenti di sviluppo di applicazioni mobili, sono stati introdotti: application server;

emulatori, "small mobile" database, tecnologie di sincronizzazione avanzate, sistemi operativi mobili.

Lezione 3 - Reti Wireless

1) Tipologia di reti Wireless e Differenze

A differenza delle reti wired, il segnale radio si attenua mentre attaversa il mezzo che in questo caso è l' aria,

riflettendosi su più oggetti può arrivare a destinazione con tempi e percorsi diversi, rischiando di ricevere delle

interferenze da altre sorgenti, in quanto le reti wireless usano frequenze standard che possono venire condivise

da altri dispositivi. Le reti vengono differite in: wireless che sono reti in cui i terminali accedono alla rete

tramite canali "senza fili", radiomobili che sono reti wireless dove i terminali utenti possono spostarsi sul

territorio senza perdere la connettività con la rete, cellulari sono reti radiomobili la cui copertura geografica è

ottenuta con delle celle del territorio.

- Elementi di una rete wireless: wireless host sono i Laptop o cellulari, eseguono applicazioni stazionarie o

mobili, stazione di base è tipicamente connessa ad una rete wired, ed è responsabile dello scambio di pacchetti

tra rete wired e host wireless nella sua area di access point, link wireless è usato per connettere stazioni wireless

alla base station. Accessi multipli differiscono per banda e per distanza di trasmissione, reti ad hoc non esiste

una stazione base, i nodi possono sono comunicare con altri nodi nel loro raggio, i nodi si auto-organizzano in

una rete esempio Bluetooth.

- Evento di Handoff L' evento di Handoff è un evento che provoca il passaggio,

da parte dell' utente mobile, da una stazione di base a un'

altra. La stazione di base connette gli utenti mobili alla rete

Wired, permettendo quindi lo scambio di pacchetti tra rete

Wired e Host Wireless nella sua area definita "access point".

L' evento di Handoff per le sue caratteristiche è un fenomeno

puramente trasparente e si definisce inoltre ROAMING

l' evento di Handoff tra due celle di gestori diversi.

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2) Le reti wireless categorie e configurazioni:

♦ WPAN ( Wireless Personal Area Network ): le principali caretteristiche di questa rete sono: raggio limitato

di comunicazione, un basso consumo di energia, costi molto bassi o nulli e sono composti da pochi dispositivi

connessi. Il mezzo di comunicazione principale tra dispositiv, quali IrDA ( Infrared Data Associtianon ) la cui

idea di base è di far comunicare 2 dispositivi semplicemente facendoli puntare "l' un l' altro", in questo caso

è il Bluetooth, che posside un indirizzo univoco e fornisce un meccanismo di autodiscovery per la ricerca di

altri dispositivi Bluetooth attivi nell' area circostante. Le specifiche Bluetooth definiscono 3 modalità di

discovery:

Generally: consente ad un dispositivo Bluetooth di essere individuato da una qualsiasi altro dispositivo

Bluetooth nelle vicinanze.

Limited: soltanto dispositivi predefiniti possono individuare un altro dispositivo Bluetooh., questa modalità è

utilizzato in presenza di diverse periferiche BT collegabili automaticamente.

Nondiscoverable: che rende virtualmente invisibile il dispositivo ad altri dispositivi BT.

Quando 2 o più dispositivi sono collegati, essi formano una Piconet ossia una rete da hoc che è formata al più

da 8 dispositivi. Se più reti Piconet si combinano tra loro, qualora vi siano reti con più di 8 dispositivi connessi,

si è in presenza di una Scatternet, dove non tutti i dispositivi sono collegati direttamente. Al momento la

tipologia di Bluetooth più avanzato è il 4.0 che rispetto al 3.0 non porta alcun incremento prestazionale, ma

comporta un minore consumo data la presenza di una più bassa Latenza rispetto alla versione precedente.

Una nuova tecnologia in atto è lo ZigBee che da il nome ad una specifica per un insieme di protocolli di

comunicazione ad alto livello incentrata principalemente a portare questa tecnologia ad un consumo ancora più

basso ed economico di altre WPAN ed è utilizzata in scopi quali il controllo industriale, le reti sensori e la

domotica che permette di relazionare la robotica all' ambiente domestico.

♦ WLAN ( Wireless Local Area Network): la più semplice rete è costituita da una configurazione Peer-to-Peer

( rete ad hoc ), senza amministrazione o Access Point ( AP ) centrale ( caso di WPAN ). Le reti ad hoc possono

essere estese utilizzando un wireless AP che funziona come un "ripetitore" tra i dispositivi, fornendo

connettività ad una rete wired. In uno scenario tipico diversi AP possono fornire insieme copertura wireless

ad un' ampia area. Ogni area coperta da un AP è una microcella. Il movimento tra grappoli ( cluster ) di AP

è chiamato handoff. L' Handoff è reso possibile dallo scambio automatico delle informazioni del Client

( è un elaboratore che riceve servizi da un altro Computer chiamato Server ( Computer dedicato esclusivamente

al controllo della rete, progettato per condividere i dati con applicazioni Client. ), tra i diversi AP.

Nella specifica di sicurezza delle reti WLAN è stata implementata una funzionalità chiamata Wired

Equivalent Privacy, che fornisce meccanismi base di autenticazione e crittografia. Per l' autenticazione,

un AP ( WEP enable ) manderà un testo al client per verificare l' identità. Il client utilizza una chiave privata

per cifrare il testo ( algoritmo RC4 ), successivamente restituisce il testo cifrato all' AP che decifra il testo

utilizzando la sua chiave, se il testo decifrato corrisponde a quello iniziale viene data l' autorizzazione al client,

ma non fornisce una sicurezza di tipo end to end, ma deve essere integrato con altri meccanismi.

♦ WWAN ( Wireless Wide Area Network ): l' accesso a questa rete richiede la sottoscrizione di un

abbonamento con una compagnia ( Wind, Tim, ecc.. ), con l' applicazione di tariffe tempo o a traffico.

Inizialmente le prime reti erano analogiche, ma con l' introduzione del digitale, è stata migliorata

principalmente l' efficienza del trasferimento di dati, la sicurezza nella cifratura dei segnali, la qualità del

segnale con la presenza di filtri che puliscono il segnale dopo la sua trasmissione ed infine la funzionalità,

che consente l' uso di informazioni fornendo le basi per applicazioni m-business.

-Reti WWAN - Packet Switched vs Circuit switched

Esistono 2 meccanismi di switching nell' ambito delle WWAN per il trasferimento dati:

♦ Circuit – Switched ( CS );♦ Packet – Switched ( PS );

Le reti CS stabiliscono una connessione fisica tra le parti, questa connessione non può essere utilizzata da atri,

mantenendo la connessione per tutta la durata, ma sono inefficienti dove non esiste un continuo flusso di dati.

Richiedendo per ogni connessione una linea dedicata.

Le reti PS non richiedono connessioni dedicate, ma più utenti condividono un unica connessione, dove i

pacchetti che viaggiano sulla rete possono condividere gli stessi percorsi tariffandone quindi l' effettiva quantità

di dati trasmessa. g iacomo.gargiulo.made4Core@gmail.com Pag 5

Appunti di Giacomo Gargiulo per info:

3) Reti cellulari e Roaming

In una rete cellulare copertura geografica è ottenuta con una tassellatura di aree adiacenti e/o sovrapposte dette

celle, che ottiene copertura wireless da un base station fissa. L' utente che possiede il terminale mobile si può

muovere attraverso la rete passando da una cella all' altra senza interrompere la comunicazione. In aree

densamente popolate vengono usate le microcelle ( ovvero aree generte da un AP ) e il processo con cui un

utente si sposta da una cella ad un altra si chiama Handoff o Handover. Quando un utente si sposta su di una

cella gestita da un diverso operatore si verifica il Roming.

4) Geteway WAP

Il WAP ( Wireless Application Protocol ) è nato nel 1997 ed è costituito da una serie di protocolli che

permettorno una navigazione simile a quella web, ma senza l' ausilio del pc e ricorrendo a specifici software

per adattare il linguaggio del Web alle esigenze delle limitate potenzialità di un cellulare. Il linguaggio di

programmazione che c' è dietro alle pagine WAP è il WML ( Wireless Markup Language ): questo linguaggio

deriva dall' XML ed è stato progettato per terminali con le seguenti carattaristiche:

♦ Display di bassa risoluzione;

♦ Limitate capacità di input;

♦ Limitate capacità di elaborazione;

♦ Banda ristretta e con tempi di attesa lunghi.

La pagina WML è detta deck ( mazzo di carte ) poichè è composto da più carte ( card ) che rappresentano le

singole unità di navigazione visualizzate dal browser sul display del cellulare. Poichè un web server

opportunament