Note sull’era digitale: la terza di tre rivoluzioni · qualificati sostituirono gli artigiani e i lavoratori ... di sopravvivere alla prima rivoluzione industriale, ... nelle condizioni

Libero Adattamento per il corso di TDR&GD dal capitolo 1 e 2 di DDD….. G. N. M.

W. J. MITCHELL e M. McCullough, Digital Design Media Strumenti digitali per il design l’architettura

la grafica, McGraw-Hill, Milano, 1996

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W. J. MITCHELL e M. McCullough, Digital Design Media Strumenti digitali per il design l’architettura la grafica, McGraw-Hill, Milano, 1996

Note sull’era digitale: la terza di tre rivoluzioni In diversi stadi dello sviluppo della società umana fondamentali rivoluzioni tecnologiche

hanno trasformato la vita economica, sociale e culturale. Ciascuna di esse ha influenzato

fortemente anche l'architettura e lo sviluppo della città.

Rivoluzione agricola dell'era neolitica - invenzione della ruota e dell'aratro, coltivazione

dei campi e dall'allevamento del bestiame.

Alcuni risultati:

- il passaggio da una vita basata sulla caccia e sulla raccolta occasionale di cibo a

una vita basata sulla produzione sistematica di risorse alimentari.

- una organizzazione del lavoro, si svilupparono classi di artigiani specializzati

e la popolazione cominciò a raggrupparsi in paesi e città: nasceva l'architettura.




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Si trattò di una rivoluzione molto lenta: ebbe inizio, nell'Asia occidentale, grosso modo

attorno all’8000 avanti Cristo; più tardi cominciò a diffondersi nel continente europeo,

impiegando cinquemila anni a raggiungere le isole britanniche.

Rivoluzione industriale del diciannovesimo secolo, molto più veloce.

Cominciò in Gran Bretagna attorno al 1780 e si diffuse in gran parte del mondo in meno di duecento anni.

- la scoperta di modi per sostituire la forza muscolare di uomini e animali con

la forza di macchine che consumavano energia: il motore a vapore alimentato

a carbone in un primo momento, e più tardi il motore elettrico, il motore a

combustione interna, il reattore nucleare.

- un'economia basata sull'energia. I veicoli a motore annullarono le distanze,

mentre i macchinari delle nuove fabbriche producevano beni e manufatti in

grandi quantità.

- nuovo modello dell'organizzazione del lavoro; in Gran Bretagna, per

esempio, la percentuale di manodopera impegnata nel lavoro agricolo crollò dal

cinquanta per cento del 1780 a meno del cinque per cento nel 1980. Nello

stesso arco di tempo il numero dei lavoratori addetti ad attività di tipo industriale

(nelle fabbriche, nei trasporti, nell'agricoltura intensiva) crebbe senza soluzione

di continuità. La divisione del lavoro si intensificò e grandi masse di operai non

qualificati sostituirono gli artigiani e i lavoratori specializzati.

Effetti riconoscibili nell'architettura in maniera irreversibile, le città sempre più grandi e

complesse. Sistemi meccanici ed elettrici furono introdotti nelle nuove costruzioni e il loro

ruolo divenne sempre più importante. L'impiego di nuovi materiali (specialmente l'acciaio, il

cemento armato e il vetro) e componenti prodotti industrialmente aprì possibilità

organizzative e costruttive senza precedenti.

Si impose la necessità di documentare le costruzioni con disegni sempre più precisi e

completi, e si cominciarono ad applicare metodi formalizzati per la previsione di costi e

funzionalità.




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Si venne a determinare una situazione così caratterizzata: regole professionali precise,

rapporti contrattuali tra gli attori coinvolti nel processo di costruzione, e l'attribuzione di

responsabilità professionali.

Rivoluzione digitale, cominciò a emergere in Gran Bretagna e negli Stati Uniti negli

anni immediatamente successivi alla seconda guerra mondiale.

A essa dettero il via alcuni grandi teorici (Alan Turing e John Von Neumann in

particolare); fu alimentata dai progressi, negli anni della guerra, nel settore dell'elettronica, quindi accelerata in maniera esplosiva dalla comparsa di nuove

tecnologie: prima il transistor, poi il circuito integrato e, finalmente, il chip di silicio. Questa

rivoluzione si è diffusa in tutto il mondo nell'arco di pochi decenni; è stata di un ordine di

grandezza più veloce della rivoluzione industriale e di due ordini di grandezza più veloce

della rivoluzione agricola.

Come la rivoluzione industriale aveva sostituito la forza muscolare dell'uomo con

macchine che consumavano energia, la rivoluzione digitale sta sostituendo la forza del

cervello umano con macchine che elaborano l’informazione. Non abbiamo più soltanto

un'economia agricola e un'economia dell'energia, ma anche un'economia, di sempre

maggiore importanza, basata sull'informazione. Stiamo entrando nell'era postindustriale,

nella quale la raccolta, l'elaborazione e la diffusione delle informazioni assumono un ruolo

dominante nella vita economica. La società postindustriale ha, di fatto, cominciato a

svilupparsi a partire da una base economica fondata su tre pilastri:

- la produzione sistematica di beni alimentari e l'estrazione di risorse naturali;

- la produzione industriale di beni e il rapido trasporto meccanico di persone e

merci;

- la produzione, l'archiviazione e trasmissione elettronica delle informazioni.

Alle soglie degli anni Novanta l'industria dei computer e le attività a questa

legate producevano il dieci per cento del prodotto interno lordo degli Stati Uniti:

più dell'industria automobilistica.

II ruolo di un'intelligenza a buon mercato




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La ricerca di tecniche per costruire calcolatori potenti, di dimensioni contenute e a buon

mercato ha avuto un ruolo trainante nell'evoluzione della rivoluzione digitale. Un simile

traguardo tecnologico, strettamente legato agli avanzamenti nella tecnologia dei chip

VLSI (Very Large Scale Integrated), può essere letto in funzione di alcuni fattori chiave. Il

costo unitario per unità di calcolo (sia di immagazzinamento che di elaborazione) è

sceso, negli ultimi due decenni, di quasi un milione di volte. I primi calcolatori degli anni

Quaranta e Cinquanta riempivano grandi stanze, erano fragili e inaffidabili, consumavano

enormi quantità di energia ed erano esclusiva di pochi e avanzati laboratori di ricerca.

Oggi alcune workstation ad alte prestazioni (monitor escluso) sono più piccole dell'elenco

del telefono, possono essere installate in qualunque ufficio, consumano meno energia di

una lampada da tavolo e costano meno di un'utilitaria. Prima della fine del secolo

possiamo aspettarci calcolatori portatili, robusti ed estremamente economici, più veloci

degli odierni supercomputer.

La fondamentale conseguenza economica di tutto ciò è semplice, e forse scioccante.

L'intelligenza, che è stata considerata tradizionalmente un bene prezioso, è diventata d'un

tratto così a buon mercato che arriveremo presto a considerarla gratuita. Anche perché

oramai non sta più solo nella nostra testa: è dappertutto. L'automobile è dotata di chip

VLSI, e così il videoregistratore; persino a tostapane potrebbe averne uno.

Cinquanta anni fa, quando le precoci meraviglie della nascente rivoluzione digitale si

potevano soltanto intravedere all'orizzonte, Norbert Wiener anticipò con estrema

chiarezza i profondi effetti sociali della disponibilità di intelligenza a basso costo. Nella

prefazione del suo pionieristico libro Cybernetics (1948) scriveva:

Posso forse chiarire il contesto storico della situazione presente sostenendo che la prima rivoluzione

industriale, la rivoluzione degli "scuri e satanici opifici", consisteva nella svalutazione del braccio umano per

mezzo della competizione con la macchina. Non esiste livello di paga, per basso che sia, per il quale un

operaio scavatore degli Stati Uniti possa competere con il lavoro di un escavatore a vapore. La rivoluzione

industriale moderna agisce allo stesso modo nel deprezzare il cervello umano, Almeno nelle sue decisioni

più elementari e di routine. Certo, allo stesso modo in cui i più abili carpentieri, meccanici e sarti sono in

qualche modo stati capaci di sopravvivere alla prima rivoluzione industriale, gli scienziati e gli amministratori

più preparati potranno sopravvivere alla seconda. Ad ogni modo, nel momento in cui il comune essere




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umano di mediocre (o ancor più basso) livello arriverà a riconoscere l’avvento della seconda rivoluzione

industriale, si troverà nella condizione di non aver più nulla da vendere che possa valere il denaro di

qualcuno.

Software e cultura La moderna pietra filosofale, l'agente che muta l'intelligenza di base di un chip di silicio

nell'intelligenza d'alto livello di un sofisticato sistema CAD, è il software: programmi e

banche dati che traducono il sapere architettonico in forma processabile da una macchina.

Nell'economia dell'informazione tale "macchinario intellettuale" gioca un ruolo altrettanto

importante di quello svolto dalle macchine nell'economia manifatturiera. Oggi il software è

il vero e proprio strumento produttivo: in esso si deve investire per essere più competitivi.

Per poterlo usare efficacemente è necessario comprenderne proprietà e limiti. Il ruolo del software non è soltanto economico, ma anche culturale. Un programma può

essere il frutto di competenza e immaginazione. Le modalità per rendere pubblico il

software, distribuirlo, raccoglierlo in biblioteche diventano ogni giorno più importanti. Il

software è divenuto un mezzo per accumulare conoscenza e trasmettere cultura, come i

suoi predecessori: il racconto orale, il manoscritto, il libro stampato, il disco fonografico.

Mettere un computer nelle condizioni di eseguire in modo efficace ed efficiente compiti

significativi di progettazione richiede software estremamente sofisticato. Implementare

software di questo tipo è un'operazione molto costosa, e un architetto generalmente non

può permettersi di sviluppare simili programmi per suo uso esclusivo. I costi di sviluppo e

manutenzione di un programma devono essere quindi necessariamente distribuiti sul

maggior numero possibile di utenti. Ne risulta una crescente e chiara divisione del lavoro

intellettuale tra i produttori di software (che raccolgono e codificano il sapere

architettonico) e gli utenti, che utilizzano software per eseguire compiti architettonici

specifici.

Le figure dello sviluppatore e dell'utente di software sfuggono alle tradizionali definizioni professionali. Il committente di un programmatore di software non è infatti un

cliente il cui scopo diretto è la realizzazione di manufatti architettonici, e gli utenti di

software per la progettazione architettonica potrebbero non aver bisogno delle

competenze, dell'esperienza e delle capacità che ci aspettiamo tradizionalmente da un




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progettista di professione. È plausibile che assisteremo in futuro a un processo di

impoverimento del valore delle competenze specifiche dei progettisti: un fenomeno

analogo a quello che interessò migliaia di artigiani specializzati, vittime della rivoluzione

industriale del diciannovesimo secolo.

Nuove professionalità e nuovi ruoli La trasformazione tecnologica spiana la strada a nuove opportunità e a sfide intellettuali

stimolanti, ma anche a nuovi e controversi problemi. Come, all'alba dell'era delle

macchine, ad alcuni artigiani capitò di diventare attori centrali dell'innovazione, ai

progettisti e ai designer più attenti e consapevoli si apre l'opportunità (se sapranno

cogliere questa importante occasione) di contribuire direttamente -lo sviluppo dei digital

design media e di applicare questi nuovi e straordinari strumenti alle più importanti

mansioni sociali e culturali. Oggi più che mai, individui e piccoli gruppi con risorse anche limitate possono sviluppare

nuovi strumenti software, potenti e innovativi, e possono valersi di quelli già esistenti per

raggiungere risultati che vanno ben al di là di quelli ottenibili nel passato.

L'emergere di nuove arti popolari, basate sulla tecnologia informatica, è un secondo e

incoraggiante sviluppo. Prima dell'introduzione del primo computer Macintosh, nel 1984,

ad esempio, le arti della tipografia e della progettazione grafica erano alla portata e

venivano praticate seriamente solo da una cerchia ristrettissima di cultori e professionisti;

ma oggi, grazie all'aiuto di software largamente diffuso, milioni di persone che non si

sarebbero mai immaginate di doversi porre un giorno problemi di progettazione grafica,

affrontano quotidianamente questioni di impaginazione, scelgono i loro caratteri tipografici

preferiti, e ne fanno l'argomento di vivaci discussioni nell'ora dell'aperitivo. La produzione

digitale di immagini (diretta erede della fotografia), il video e la musica digitale, sono

anch'esse prossime a imboccare questa strada.

La maggior parte della produzione di questi nuovi artigiani digitali fai-da-te è

ovviamente spesso nàif e imperfetta, e i vecchi professionisti che un tempo controllavano

buona parte della produzione grafica e musicale hanno buon gioco a farsene beffe.

Ciononostante è evidente che la diffusa e consistente pratica di queste arti, nonché il




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livello di consapevolezza critica che ne derivano, rappresentano segnali culturali di grande

peso, in particolare se confrontati con l'alternativa di un uso di massa sostanzialmente

passivo.

Esattamente come l'attività del disegno non può venir ridotta a un mero fatto atletico,

quando svolta a mano, non è possibile liquidarla come una semplice questione

meccanica, quando a tracciare le linee è un computer, e ciò vale sia quando un

determinato segno venga tracciato direttamente, con la grafite sulla carta, sia quando ciò

venga causato indirettamente dalla forma del tracciato di un fascio di elettroni su uno

schermo a raggi catodici: ciò che conta, in ogni caso, è la piena consapevolezza del

perché stiamo posizionando una linea in una determinata posizione, e quali qualità ci

permetteranno di farlo nel modo più efficace. Un buon sistema computerizzato (come il

pennello di un calligrafo o un eccellente pianoforte) sono splendidi e precisi strumenti che,

per essere ben impiegati, richiedono dai loro utenti una estrema cura ed esperienza.

Prendendo posizione Possiamo naturalmente sottolineare la validità delle tradizionali capacità progettuali, così

come fecero John Ruskin e William Morris, ergendosi a difesa del valore del sapere

artigianale contro la rivoluzione industriale. Si tratta senza alcun dubbio di una legittima

posizione di principio; ma è probabilmente una scommessa persa nei confronti della storia.

L'alternativa, se all'architettura, alle città e al paesaggio teniamo veramente, è la ricerca di un punto di vista critico rispetto alle condizioni che oggi determinano il lavoro

intellettuale di un progettista, per ritrovarvi le condizioni che possano portare a una

crescita dell'immaginazione creativa. In particolare dobbiamo cercare di scoprire dove

diversi tipi di software possono portarci. Il parallelo storico è ovvio. I grandi pionieri del

movimento moderno cercarono di scoprire i mezzi e le condizioni della produzione

architettonica propri dell'era industriale; vi riuscirono (almeno in certi casi) e realizzarono

qualcosa di nuovo.

Letture consigliate

Giedion, Sigfried. 1969. Mechanization Takes Command: A Contribution to Anonymous History. New York:

W. W. Norton.




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Kranzberg, Melvin. 1989. "The Information Age." In Tom Forester (ed.), Computers in the Human Context.

Cambridge: The MIT Press, 19-32.

Lyotard, Jean-Francois. 1985. La condizione postmoderna. Rapporto sul sapere. Milano: Feltrinelli.

Mitchell, William J. 1977. Computer-AidedArchitectural Design. New York: Van Nostrand Reinhold.

Mumford, Lewis. 1963 [1934]. Technics and Civilization. Orlando: Harcourt Brace Jovanovich.

Porat, Marc Un. 1977. The Information Economy. Washington, DC: US Department of Commerce.

Roszak, Theodore. 1986. The Cult of Information: The Folklore of Computers and the True Art of Thinking.

New York: Pantheon.

Wiener, Norbert. 1961. Cybernetics: Control and Communication in the Animal and the Machine. Second

edition. Cambridge: The MIT Press.

Zuboff, Shoshana. 1988. In theAge of the Smart Machine: The Future of Work and Power. New York: Basic

Books.




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Informatica pratica Un computer prende informazioni come input, esegue un processo, produce nuove

informazioni come output: la sua funzione è trasformare le informazioni di cui

disponiamo nelle informazioni che ci servono.

Hardware La gamma delle informazioni che un computer può accettare come input è molto vasta, e

le variazioni nel processo possono essere determinate scrivendo programmi che

descrivano le operazioni da eseguire.

Il più semplice diagramma funzionale di un computer, quindi, lo descrive come un

dispositivo in grado di elaborare un input di informazioni disponibili per ottenere un output di informazioni desiderate Figura 2.1.

Perché ciò sia possibile, un computer deve essere dotato di una qualche forma di

memoria interna, in grado di archiviare il programma e le informazioni da elaborare, e di

un processore che svolga le operazioni richieste. Di norma, esiste poi un qualche tipo di

memoria esterna il cui scopo è conservare in modo economico e semi-permanente le

informazioni a cui abbiamo minore urgenza di accedere. Le relazioni ha queste parti sono

illustrate nella Figura 2.2.

Dispositivi diversi di input e output, processori o memorie interne ed esterne

tastiera per l'inserimento dei caratteri non è l'unico dispositivo di input

tavolette digitalizzatrici per inserire coordinate,

scanner per acquisire immagini,

microfoni per la voce

schermi a tubi catodici,

stampanti, plotter,

apparecchi di ripresa,

sintetizzatori vocali bracci robotizzati




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Dischi magnetici e ottici o nastri magnetici possono essere impiegati efficacemente

come memorie esterne (Figura 2.3).

Senza sostanziali modifiche a questo schema di organizzazione funzionale, i progressi più

significativi della tecnologia hardware sono stati raggiunti sostituendo componenti costosi

e ingombranti con dispositivi più veloci, più economici e di dimensioni più ridotte. Le

celebri macchine calcolatrici progettate da Charles Babbage nel secolo scorso si

servivano di apparati meccanici per archiviare e processare numeri. Alcuni dei primi

calcolatori moderni impiegavano relé telefonici elettromeccanici. I primi computer degli

anni Quaranta e Cinquanta erano costituiti da serie immense di valvole.

Queste furono successivamente rimpiazzate da transistor, circuiti integrati e chip di silicio.

Il processo continua, con lo sviluppo di tecniche per la fabbricazione di chip sempre più

piccoli, densi e complessi.

Negli anni recenti, l'introduzione di nuovi concetti nell'organizzazione funzionale ha portato

a ulteriori progressi, in particolare, grazie a schemi organizzativi che sfruttano processori

multipli che lavorano in parallelo. Alcune di queste organizzazioni si distaccano dall'idea di

calcolo, così come la abbiamo fin qui intesa. Le architetture parallele, ad esempio, note

anche come connectionist machines o reti neuronali, giungono a stati che non sono

espressi esplicitamente dal codice macchina, ma che vengono "appresi" attraverso

comparazioni iterative di condizioni di input e output..

Reti La combinazione delle tecnologie dei computer e delle telecomunicazioni ha permesso lo

sviluppo di reti di calcolatori sempre più estese e sofisticate (Figura 2.4)

La comunicazione di rete offre alcuni significativi vantaggi. Il più ovvio è la possibilità di

ottenere un efficiente scambio di dati tra computer distanti e l'accesso remoto a importanti

risorse in linea, come il catalogo di una biblioteca. Le reti, inoltre, facilitano la

collaborazione a distanza; impiegando sofisticate tecniche di comunicazione, ad

esempio, progettisti che stanno in luoghi diversi possono lavorare sullo stesso file di testo,




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foglio elettronico o database CAD, comunicando contemporaneamente tra loro in

videoconferenza.

Il networking permette inoltre la condivisione delle risorse. Una stessa stampante può

servire efficientemente più computer a essa collegati, il che permette di evitare di dover

disporre di una stampante per ogni posto macchina. Aggregata così la domanda di stampa

e distribuiti i costi su un numero maggiore di utenti, una stampante di rete può

generalmente essere di tipo più costoso e di maggior qualità rispetto alla stampante di un

singolo utente. Estendendo questo principio possiamo sviluppare reti di calcolatori

sofisticate che (come le organizzazioni umane) si fondano su divisione del lavoro,

specializzazione dei ruoli e una qualche forma di controllo gerarchico. Una tipica rete di

tipo "client/server" si serve di almeno un grande e potente calcolatore, noto come file

server, con funzioni di archivio dati centralizzato, e di macchine più piccole che a esso

si collegano per svolgere il loro lavoro. Potrà poi esserci una macchina particolarmente

veloce: un server di calcolo, dedicato ai compiti più pesanti sotto un profilo

computazionale.

Gli schemi di comunicazione tra i computer si sono modificati parallelamente all'evoluzione

della tecnologia informatica (Figura 2.5)

Agli inizi, considerati i costi elevati dei processori e della memoria, si tendeva a

concentrare le risorse in grosse macchine centralizzate che servivano terminali di

comunicazione dotati di poca o nessuna intelligenza locale. Era l'era dei sistemi time-

sharing (durata grosso modo fino ai primi anni Ottanta). Successivamente, quando gli

economici chip di silicio divennero ampiamente disponibili, si aprì (a cavallo tra gli anni

Settanta e Ottanta) l'era dei personal computer. Le organizzazioni che si basano sui

personal computer realizzano un pieno trasferimento di intelligenza alle stazioni di lavoro

dei singoli utenti, penalizzando però gli aspetti legati all'intercomunicazione e alla

condivisione delle risorse. Più tardi, con l'evoluzione delle tecnologie per

l'intercomunicazione tra computer, siamo entrati nell'era delle reti. In una rete, le risorse

di calcolo possono essere distribuite o centralizzate nel modo più conveniente.

Con il proliferare delle reti e dei collegamenti tra di esse, sono comparse enormi reti di

reti: è il caso di Internet, che nel corso degli anni Novanta ha avuto una crescita

esplosiva. È plausibile prevedere che le tecnologie, oggi separate, dell'informatica e delle




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telecomunicazioni finiranno per fondersi per dar vita a un solo ambiente unificato di media

digitali. La televisione sarà parte di un computer e il computer si trasformerà in una

postazione per la teleconferenza. Avremo ancora il nostro computer sulla scrivania, ma ci

serviremo probabilmente anche di dispositivi per il calcolo e per la telecomunicazione più

piccoli, senza fili, trasportabili o addirittura indossabili come capi di vestiario. Assistiamo

all'evoluzione di una rete di reti globale alla quale una popolazione estremamente mobile

potrà in futuro collegarsi in qualsiasi momento e da qualunque luogo.

Sistemi operativi II gestore di un'organizzazione umana raccoglie le istruzioni sul lavoro da svolgere e alloca

conseguentemente le risorse necessarie per il suo espletamento. In un computer, lo

stesso ruolo è svolto da una componente software chiamata sistema operativo. L'utente

istruisce il sistema operativo (generalmente battendo comandi o puntando con il mouse).

In risposta, il sistema operativo governa la macchina.

Ogni sistema operativo deve svolgere alcuni compiti fondamentali. In particolare deve

occuparsi di

organizzare i file,

comandare l'esecuzione di programmi che su questi lavorino,

allocare memoria e risorse hardware,

gestire i processi di input e output;

archiviare e riprodurre sequenze di operazioni ricorrenti,

coordinare eventi come code di stampa o scambi di messaggi,

garantire la sicurezza dei dati

aggiornare le versioni del lavoro archiviato, restituendo infine lo stato di queste attività in

maniera complessiva e chiara.

Un'importante distinzione deve essere fatta tra sistemi mono- e multi-utente.

I personal computer sono generalmente dotati di sistemi operativi mono-utente, mentre

calcolatori di classe superiore impiegano sistemi operativi multi-utente, che cioè

permettono una interazione simultanea con più utenti. I sistemi operativi più semplici

possono svolgere un compito per volta, mentre i sistemi multitasking possono svolgere




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contemporaneamente più funzioni (l'elaborazione di un documento durante la stampa di

un altro). Tra i sistemi operativi più diffusi degli anni Ottanta e Novanta, per esempio, il

DOS è un sistema operativo semplice, mono-utente, in grado di svolgere un solo compito

alla volta, mentre UNIX è un più complesso e sofisticato sistema multi-utente e

multitasking.

Generalmente un sistema operativo controlla un singolo computer, ma con l'evoluzione

della tecnologia del networking si è sviluppato un interesse crescente nei confronti di

sistemi più sofisticati che possono gestire in modo distribuito le risorse di un'intera rete. Un

simile sistema può cioè analizzare lo stato della rete alla ricerca di un processore

temporaneamente inutilizzato e attribuirgli un compito, senza che l'utente sappia o si

debba preoccupare di dove il lavoro viene in effetti svolto.

Lo schema di interazione con i primi sistemi operativi si basava su serie di comandi

impartiti via tastiera. Questo approccio assicura potenza e flessibilità, ma può spesso

risultare, agli occhi di un utente inesperto, criptico e misterioso. Con il declino dell'era in

cui l'uso dei calcolatori era dominio esclusivo di una categoria di tecnici e specialisti, si e

assistito a una crescente tendenza verso l'impiego di interfacce grafiche e approcci più

intuitivi e comprensibili tra l'utente e i1 sistema operativo. Il Macintosh della Apple, per

esempio, ha reso popolare l'idea di impiegare un mouse per puntare e selezionare le

"icone" di una "scrivania" visualizzata sullo schermo. Alcuni dei sistemi operativi testuali

che lo avevano preceduto, come il DOS e lo UNIX, hanno presto adottato questo

approccio, introducendo interfacce grafiche organizzate "per finestre". Questa soluzione

presenta lo svantaggio di un'interfaccia che rimane separata rispetto a un sistema non

interamente grafico; svantaggio che è parzialmente compensato dalla possibilità di input

diretto da tastiera quando necessitano, ad esempio per interagire con entità che non sono

immediatamente utilizzabili nella limitata porzione visibile dello schermo. È possibile

standardizzare le forme di interazione impiegando uno stesso sistema di interfaccia

grafica, indipendente dalle diverse piattaforme, che può essere quindi adattato a una vasta

gamma di sistemi operativi ospiti. nel sistema X windows sviluppato presso il MIT è un

tipico esempio di questo approccio.




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Quando vi trovate di fronte alla rappresentazione di una scrivania sullo schermo del vostro

computer potrete notare serie di icone che rappresentano file di informazioni registrate sul

suo disco fisso. Alcune di esse rappresentano file di dati che contengono da elaborare,

altre file di applicazioni che contengono i programmi che permettono l'elaborazione stessa.

Tutta l'informazione contenuta in file di dati è in formato digitale. In altre parole, è

codificata come gruppi di 1 e 0. Fisicamente, nella memoria del computer, questi 1 e O

sono rappresentati da minuscoli dispositivi (di vario genere) che possono essere

commutati tra due stati differenti.

Per rappresentare in questo modo dati di tipo diverso si impiegano vari schemi di codifica.

Più semplicemente, serie di 1 e O possono essere interpretate come numeri interi. Combinazioni di numeri interi possono essere quindi impiegate per rappresentare numeri

razionali e (a precisione finita) numeri reali. Queste stesse possono inoltre essere usate

per rappresentare i caratteri dell'alfabeto. I programmatori di computer, di conseguenza,

sono abitualmente portati a pensare in termini di istruzioni che svolgano operazioni su cifre

binarie (bit), numeri interi, numeri reali e caratteri alfabetici.

Stringhe di questi elementi informativi base possono essere composte e archiviate per

rappresentare cose più complesse. I caratteri possono essere assemblati in parole e frasi;

sequenze di numeri possono essere impiegate per descrivere suoni, immagini, oggetti

fisici. È quindi possibile, se consideriamo le cose da un punto di vista di livello superiore,

classificare i file a seconda del tipo di entità che rappresentano: come file di dati

numerici, di testo, di suoni, di immagini, di entità geometriche, e così via. I dispositivi e il

software di output interpreteranno correttamente le informazioni in essi contenute come

tabelle di numeri, testo stampato, sequenze di suoni o visualizzazioni di immagini.

Tuttavia, se cerchiamo di interpretare un file di immagini come un suono, o un file di testo

come un'immagine, otterremo risultati privi di senso.

Strutture dati e basi di dati. Per avere una qualche utilità pratica, una serie di dati (conservati o meno in un

calcolatore) deve soddisfare due condizioni. Prima di tutto, deve contenere le




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informazioni che ci servono. In secondo luogo dev'essere strutturata così da permettere

un accesso efficiente alle informazioni desiderate.

Esempio Dizionario, guida del telefono, manuali…

…. però che due soli elementari meccanismi di accesso stanno alla base di tutte queste

procedure: analizzare il testo sequenzialmente e seguire riferimenti alle diverse

posizioni delle informazioni. Per accedere ai dati archiviati in memoria i computer si

servono di questi stessi due meccanismi elementari. Organizzare le informazioni per

permetterne l’elaborazione al computer consiste dunque prevalentemente nel costruire sequenze appropriate e nel creare strutture di riferimento (chiamate generalmente

puntatori) che, in maniera analoga agli indici e ai riferimenti incrociati di un libro,

permettano di localizzare i dati nella memoria: Il risultante schema delle informazioni è

noto come struttura dati.

Esistono poche famiglie elementari di strutture dati (anche se possono essere combinate

ed elaborate in maniera pressoché infinita). Queste sono illustrate nella Figura 2.7

I diversi elementi sono spesso organizzati in semplici sequenze, come in una lista della

spesa. Le loro relazioni possono essere rappresentate creando tabelle bidimensionali,

come nelle tabelle chilometriche che mostrano la distanza tra coppie di città. Le voci di

una tabella possono essere dello stesso tipo (in questo caso vengono chiamate array),

oppure possono essere di tipo diverso, come in un elenco del personale che contenga

nome, numero di codice fiscale, data di nascita e così via. L'idea di tabella può essere

estesa a strutture a tre o più dimensioni. I puntatori possono essere impiegati per creare

gerarchie di informazioni, come nel sistema a numeri decimali di un catalogo di una

biblioteca, o per costruire reti di riferimenti, come in una enciclopedia dotata di rimandi

incrociati tra voci diverse.

Una raccolta di informazioni archiviata in modo semi permanente nella memoria di un

computer e strutturata per un particolare scopo, viene chiamata database. A volte un

semplice database è contenuto in un singolo file, ma può anche consistere in più file

relazionati ha loro. Un database di una ditta può ad esempio contenere informazioni sul

personale, dati di natura finanziaria, ordini, e così via. I database per la progettazione si

compongono generalmente di file di dati geometrici e di file grafici e testuali che

descrivono un progetto.




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Un approccio particolarmente versatile per organizzare le informazioni è di classificarle in

funzione del loro possibile impiego. Ciò permette ai programmatori di ottenere migliori

risultati sviluppando contemporaneamente operazioni e strutture dati, e di impiegare

classi di queste come elementari blocchi di costruzione per la progettazione di software

più ambizioso. Questo approccio, noto come programmazione orientata agli oggetti, offre numerosi vantaggi. Innanzitutto permette la modularità (e in prospettiva una migliore

adattabilità) del software: elementi diversi possono venir ricombinati in modi nuovi; team

allargati di programmatori possono lavorare contemporaneamente e con maggior

efficienza su moduli distinti di uno stesso programma. Permette poi ai programmatori di

adattare e mantenere programmi lunghi e complessi, e di apportare eventuali modifiche

senza dover ogni volta rivedere tutto da capo. Nello sviluppo di nuovi moduli si può far

riferimento a librerie di moduli software pre-programmati; in questo modo più software è

gia stato scritto, più sarà facile scriverne di nuovo.

Programmi applicativi la funzione principale di un calcolatore, come l'applicazione di algoritmi (sequenze di

istruzioni) a file di dati e database per ottenere i risultati richiesti. Programmare significa

progettare gli algoritmi e le strutture dati su cui essi operano. Dal punto di vista dell'utente i

programmi sono strumenti per elaborare file di dati e database

In linea di principio, un programma può essere espresso in modi diversi: in linguaggio

naturale, in forma di diagramma di flusso (Figura 2.8), o in linguaggi specializzati (noti

come linguaggi di programmazione) sviluppati espressamente per questo scopo.

Le strutture sintattiche e semantiche dei linguaggi di programmazione sono definite in

maniera estremamente rigorosa e quindi permettono formulazioni molto precise. Tra i più

popolari linguaggi di programmazione attualmente in uso possiamo citare Basic, Pascal,

C++, Lisp e Prolog. Storicamente la maggior parte del software applicativo è stato scritto

in uno di questi linguaggi, ma l'incremento di potenza dei computer e l’evoluzione della

disciplina della programmazione hanno aperto la strada all'espressione dei programmi

tramite formati grafici e linguaggi simili al linguaggio naturale.

Gli utenti che fanno un uso professionale del computer dovrebbero avere una

comprensione critica degli algoritmi e delle strutture dati dei programmi che usano: delle




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loro potenzialità, dei loro limiti e dei principi teorici su cui si basano. Comprendere metodi

e materiali intellettuali è per un architetto altrettanto importante di quanto sia fondamentale

avere familiarità con i metodi e i materiali delle costruzioni. Ciò non significa che dobbiate

essere degli esperti programmatori, ma che dovreste avere una certa familiarità pratica

con la programmazione per essere in grado di lavorare in modo efficiente con i

programmatori esperti.

Interfacce L'interfaccia fisica tra un sistema computerizzato e voi (L’ambiente in cui lavorate) è

costituita da un insieme di dispositivi che trasformano le informazioni codificate nella

memoria del computer in una forma visibile, o comunque personalmente accessibile

(dispositivi di output), un altro insieme di dispositivi che svolgono la funzione inversa, di

archiviare informazioni nella memoria del computer (dispositivi di input), e un software

che seguirà il flusso delle informazioni nei due sensi. Questi componenti vengono

generalmente raggruppati in configurazioni denominate terminali (quando dispongono di

memoria locale e capacità di calcolo relativamente limitate), personal computer (quando

dispongono di memoria locale e capacità di calcolo sufficiente per operare

indipendentemente), o workstation (quando operano come nodi di una rete). I dispositivi

di output e input possono essere molto diversi fra loro. Tra i primi vanno ricordati schermi

e stampanti per il testo, schermi grafici, dispositivi per la riproduzione sonora e

meccanismi robotizzati che eseguono movimenti. Tra i dispositivi di input troviamo tastiere

per l'inserimento del testo, mouse e dispositivi a stilo per l'inserimento di coordinate,

microfoni per parole e musica, scanner e telecamere per informazioni di tipo visivo. I

terminali dei computer degli anni Cinquanta e Sessanta erano costituiti da telescriventi e

macchine per scrivere elettriche, gli apparati di input erano allora tastiere mentre per

L’output ci si affidava a stampanti (Figura 2.9). Il dialogo tra l'utente e la macchina, che

era esclusivamente testuale, si basava su schemi del tipo domanda-nsposta e comando-

risposta: l'utente impartiva un comando, il software lo eseguiva, ne riportava l'esito e

richiedeva un nuovo comando. Le stampanti vennero presto sostituite da schermi simili a

quelli dei televisori, più veloci e silenziosi. Questa nuova configurazione, tuttora molto




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diffusa in numerose applicazioni, fu presa a modello dai primissimi personal computer. In

ogni caso, questo tipo di interfaccia, monodimensionale e testuale, era decisamente poco

flessibile: il computer determinava la sequenza di domande, alla quale si doveva

rispondere volta per volta.

Più tardi i personal computer, in particolare gli Apple Macintosh e i computer IBM-compatibili dotati del sistema operativo Windows, hanno reso popolari modalità di

interazione grafiche decisamente più fluide. Queste si basano sull'uso di uno schermo a grafica bidimensionale e sull'input gestuale via mouse, come supporto all'input via

tastiera di sequenze di testi monodimensionali, e rispondono alla manipolazione diretta di

finestre, menu e icone. In maniera crescente, questa modalità di dialogo combina testi,

grafica, input e output sonori (Figura 2.10). L'utente di un sistema CAD può, per esempio,

guardare testi e disegni su uno schermo, ricevere messaggi sonori, battere dati sulla

tastiera, selezionare con il mouse oggetti sullo schermo, schizzare con una penna a stilo e

impartire direttamente comandi a viva voce. Alcune interfacce di tipo più recente sono

addirittura strutturate in forma tridimensionale: visioni stereoscopiche che pongono l'utente

all'interno di un ambiente bidimensionale virtuale, combinati con dataglove o tute dotate di

sensori in grado di registrare i suoi movimenti. Questi tipi di interfaccia si aprono a forme di

interazione più naturali e meno rigide. Con lo sviluppo di vocabolari di input gestuali e

"contenitori" tridimensionali e la graduale tendenza a identificare i dati con L’ambiente di

lavoro vero e proprio, gli stessi sistemi per menu e icone potranno diventare a loro volta

obsoleti. Si potrà per esempio accedere a file prendendo "libri" in "scaffali", e scegliere gli

"strumenti" software necessari da apposite "cassette degli attrezzi".

La proprietà più importante di un sistema di interazione uomo-macchina risiede nelle sua

capacità di risposta. Le moderne interfacce dei personal computer sono quindi

organizzate per restituire un feedback immediato alle azioni di input: quando schiacciate

un tasto vedete comparire sullo schermo il carattere corrispondente o sentite un suono, e

quando muovete i1 mouse vedete il cursore muoversi sullo schermo. L'aspetto del cursore

potrà cambiare, passando da un comando all'altro, per suggerire la sua nuova funzione

Un simile comportamento ci permette non solo di essere continuamente informati sullo

stato delle operazioni, ma ci fa sentire più a nostro agio e ci aiuta a meglio comprendere

questo nuovo universo di strumenti interattivi. Operazioni diverse comportano diverse




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capacità di risposta da parte di un sistema. In alcuni casi, come quando si battono dei

caratteri via tastiera o si schizza con il mouse, è necessario fornire agli utenti segnali di

risposta in tempi dell'ordine di un centesimo di secondo. In altri casi, come quando si salva

un documento o si termina la sessione di lavoro, ritardi di qualche secondo sono

ampiamente tollerabili, a condizione che il sistema dia all'utente la sensazione che

qualcosa sta realmente accadendo. Con L’incremento costante della velocità di

elaborazione, e la conseguente riduzione dei tempi di attesa, i progettisti del software

potranno, in risposta delle azioni degli utenti, implementare soluzioni grafiche e feedback

sonori di sofisticazione sempre maggiore. I processori grafici più veloci permettono ad

esempio ai loro utenti di muoversi in ambienti tridimensionali complessi, per mezzo di

movimenti del mouse o di un joystick. I primi e più elementari sistemi per il disegno,

interpretavano il movimento del mouse tracciando linee di spessore uniforme, mentre i

sistemi più avanzati, che sfruttano le attuali capacità di calcolo, usano uno stilo sensibile

alle variazioni di velocità, pressione e inclinazione, per produrre linee simili a quelle

realizzabili con una matita, un pennello o un gessetto impugnati da una mano esperta e

particolarmente sensibile.

Ambienti e metafore Nell'interfaccia di un sistema operativo le risorse di un computer, o di una rete di computer,

sono organizzate e presentate per permetterne L’uso migliore. In funzione del lavoro da

svolgere, è necessario poter accedere ai file di dati, ai programmi applicativi e a strumenti

per la gestione dell'allocazione delle risorse (disponibilità di memoria, dispositivi periferici,

eccetera). L'interfaccia delle singole applicazioni organizza ambienti di lavoro specializzato, dedicati allo svolgimento di compiti specifici: i programmi di videoscrittura e

grafica presentano generalmente la simulazione di un "foglio di carta", quelli per il disegno

tecnico "tavoli da disegno" e serie di "strumenti per il disegno tecnico", i programmi per la

modellazione tridimensionale presentano "mondi" tridimensionali, e così via. Ovviamente,

alL’interno di ciascun programma applicativo possono coesistere più sotto-ambienti

specializzati, organizzati in livelli diversi di profondità.




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Nei primi sistemi operativi e programmi, gli ambienti e gli strumenti operativi dipendevano

strettamente dalle caratteristiche hardware dei computer che venivano usati; gli utenti

erano per lo più costretti a servirsi di linguaggi estremamente criptici. La maggior potenza

di calcolo dei sistemi attuali permette di impiegare interfacce molto più sofisticate, gli

ambienti operativi vengono presentati in termini più familiari e con più comode metafore,

quali ambiente di lavoro o kit di strumenti; è il software stesso a eseguire la necessaria

traduzione in termini computazionali. In più, mentre i primi ambienti di lavoro

computerizzati erano generalmente molto rigidi, la maggior parte degli ambienti attuali

possono essere personalizzati per andare incontro ai gusti e agli stili individuali degli

utenti.

L'hardware è diventato una merce indifferenziata, mentre il software è proliferato, si è

diversificato ed è diventato sempre più personalizzabile. Non c'è più motivo per cui due

sistemi computerizzati debbano essere uguali, e ognuno di noi può assemblare un

ambiente di lavoro che rispecchi il suo talento e i suoi particolari interessi. Un personal

computer portatile può servire di volta in volta da ambiente per la scrittura, per il calcolo

numerico, per la composizione ed esecuzione musicale, per la fotografia digitale, o (e la

cosa è per noi del massimo interesse) da ambiente di progettazione superbamente

attrezzato ed efficiente, che oltre a comprendere buona parte delle tradizionali funzioni del

tavolo da disegno ci mette a disposizione una serie in crescita continua di strumenti e

potenzialità nuove…..COME PRESENTARE UNA LEZIONE!

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Note sull’era digitale: la terza di tre rivoluzioni · qualificati sostituirono gli artigiani e i lavoratori ... di sopravvivere alla prima rivoluzione industriale, ... nelle condizioni