Al giorno d’oggi, la nostra vita è estremamente ricca di dati: tutto ciò che vediamo e sentiamo da un computer è fatto di dati. Per esempio, oggi mentre andavo al lavoro, stavo ascoltando musica mentre guardavo il mio feed di Twitter e una foto del gatto del mio amico su Instagram. Tutte queste cose – musica, testo e foto – sono essenzialmente solo serie di uno e zero. A livello molto elementare, questo è ciò di cui consistono tutte le informazioni digitali.
Quindi come fanno gli uno e gli zeri a diventare musica, messaggi sui social media o immagini di gatti? Per iniziare a rispondere a questa domanda, vi porterò in un breve tour della storia e del significato dietro i dati e i media digitali per darvi un’idea di come siamo arrivati fin qui con semplici uno e zero.
Il lavoro di un computer
I computer sono stati costruiti con lo scopo di elaborare dati per trasformarli in informazioni. L’informazione è strettamente legata ai dati; la differenza principale è che i dati sono una rappresentazione formalizzata di qualcosa che, quando viene contestualizzata o analizzata, diventa informazione. Quindi i dati sono un termine più astratto dell’informazione.
In questo corso ci occupiamo principalmente di come i dati sono rappresentati dai computer, e non di come i computer elaborano e creano l’informazione. Questa è una distinzione importante, poiché lo scopo di questo corso è quello di aiutarvi a capire le formalizzazioni e i codici che i computer usano per dare vita ai dati. Essenzialmente, imparerai a capire le cose dal punto di vista di un computer – cose che vedi, senti e dai per scontato nella tua vita quotidiana. Questa conoscenza è molto rilevante per molti aspetti della teoria dell’informatica.
Un computer è progettato per fare una serie di cose con i dati: + Ricevere dati + Memorizzare dati + Manipolare dati + Presentare dati
Tutto questo avviene internamente al computer. Quindi come fanno i computer a ricevere, immagazzinare, manipolare e presentare i dati semplicemente usando l’elettricità? Nel nostro corso Come funzionano i computer spieghiamo che i computer sono costituiti da una serie di interruttori che possono essere accesi o spenti, e questi stati corrispondono alla rappresentazione binaria 1 (acceso) e 0 (spento). La corrente elettrica scorre attraverso gli interruttori, e se si aggiungono più interruttori, si ottengono più uno e più zero. Ecco un esempio di come funziona:
Ogni stato 1 (on) o 0 (off) in un singolo interruttore è chiamato un bit, che è il più piccolo pezzo di dati che un computer può memorizzare. Se usi più interruttori, ottieni più bit; con più bit puoi rappresentare dati più complessi come la musica, il testo e l’immagine di cui ho parlato prima. Miliardi di interruttori stanno su un singolo circuito, e i computer danno vita ai dati lavorando con questi bit.
Durante questo corso, vedremo i processi che i computer usano per trasformare questi bit in cose che si possono vedere e sentire. Il primo passo è capire come l’informazione viene convertita da un formato fisico in uno digitale che può essere rappresentato da bit. Questo processo di conversione è chiamato digitalizzazione.
Digitalizzazione
Per capire la digitalizzazione, guardiamo quanto la tecnologia si è sviluppata negli ultimi 25 anni. La tecnologia multimediale e internet ci hanno trasformato in una cultura digitale. Per esempio, questa è la tecnologia che era popolare 25 anni fa, nel 1993, confrontata con la tecnologia attuale:
Oggi, la maggior parte delle forme di mass media, televisione, musica registrata e film sono prodotti e distribuiti digitalmente, e ora stanno convergendo con internet e il World Wide Web per creare il mediascape digitale che sperimentiamo ogni giorno. Ecco alcuni fatti interessanti sulla digitalizzazione dei media:
- Quasi tutta la musica che gli esseri umani abbiano mai registrato è stata digitalizzata
- Nel 2011, Amazon ha iniziato a vendere più libri digitali che libri stampati
- Nel 1986, il 99.2% della capacità di memorizzazione delle informazioni nel mondo era analogica; 21 anni dopo, nel 2007, il 94% era digitale
Nelle immagini qui sopra, gli esempi di tecnologia popolare del 1993 sono analogici, e gli esempi del 2018 sono digitali. Esamineremo più avanti le differenze tra analogico e digitale in modo più dettagliato. Per ora, per spiegare come la digitalizzazione è progredita dal 1993 a oggi, ti darò una rapida panoramica della tecnologia analogica e digitale.
L’elettronica analogica, come gli esempi del 1993, usa segnali analogici. Puoi immaginare i segnali analogici come la linea della temperatura su un termometro a mercurio: la linea cambia continuamente per indicare la temperatura.
Come questa linea del termometro a mercurio, i segnali analogici possono assumere una gamma continua di valori per rappresentare i dati, e questa gamma può essere visualizzata. D’altra parte, un termometro digitale mostra i valori in passi discontinui, per esempio decimi di grado.
Le vecchie televisioni trasmesse servono come altro esempio: queste TV usano un segnale con un’onda continuamente variabile per rappresentare suoni e immagini.
Perché le variazioni di queste onde sono così piccole, le forme d’onda possono essere interrotte da interferenze, che causano cose come suono statico e immagini di neve. Per ridurre le interferenze, i computer possono convertire le onde in uno e zero (o bit) come singoli pezzi di dati. Usare i bit invece delle forme d’onda riduce gli effetti dell’interferenza e si traduce in una migliore qualità del suono e delle immagini. I computer quindi rappresentano i media in formato numerico, e questo ha avuto un grande, e crescente, impatto su ciò che vediamo e sentiamo nella nostra vita quotidiana.
Questa settimana ci immergeremo più a fondo nella matematica e nei processi di calcolo di base alla base del calcolo dei media e della rappresentazione dei dati.
Attività: dati quotidiani
Ora che hai visto alcuni esempi di come vengono rappresentati i dati, pensa ai dati che prendono vita per te ogni giorno attraverso il tuo telefono, computer portatile o desktop, e tutti gli altri computer intorno a te, come i display digitali sul tuo viaggio quotidiano in treno, la tua smart TV a casa, o la radio digitale nella tua auto.