Reti di Computer

La rete di un computer è un insieme di computer interconnessi che si scambiano dati e informazioni

Si dividono in distinzioni per tipo di connessioni:

Wired & Wireless

Wired= Cablato, ovvero rete con cavo, ad esempio la rete Ethernet, PIN, SCART, LTP1

I vantaggi della rete cablata:  

• Velocità fra dispositivi (10G)
• Stabilità di connessione
• Raggio d'azione 

Gli svantaggi della rete cablata:

• Mancanza di mobilità 
• Costo
• Spazio occupato
• Problema di installazione

Wireless= Senza cablo, ovvero senza cavo, ad esempio la rete Wi-Fi, Bluetooth, Via satellite, IR

I vantaggi della rete senza cablo:

• Mobilità 
• +Economico del cablato
• Facile installazione
• Economia di scala (Estendibilità del numero dei dispositivi che possono essere raggruppati)

Gli svantaggi della rete senza cablo: 

• Raggio d'azione limitato
• Propagazione delle onde, negli ambienti confinati è difficile che trapassino l'ostacolo
• Velocità ridotta rispetto alla rete cablata
• Meno stabile

Le reti si dividono per dimensione geografica: 

• BAN (Body Area Network) è quella rete attaccata al nostro corpo come lo Smartwatch e il Telefono
• PAN (Personal Area Network) ricopre aree personali; è una rete con un raggio d'azione molto limitato, massimo 10 metri, ad esempio la stampante collegata al computer
• LAN (Local Area Network) ricopre aree locali come quella di una scuola; il suo raggio d'azione massimo è di 300 metri 
• CAN (Campus Area Network) è un insieme di più Lan interconnesse; ha un raggio d'azione massimo di 1,5 Kilometri e ricopre un complesso di edifici o ad esempio un università
• MAN (Metropolitan Area Network) è un insieme di più reti Lan e Can interconnesse; ha un raggio d'azione massimo di 100 Kilometri e ricopre aree come regioni e città di grandi dimensioni
• WAN (Wide Area Network) ha un raggio d'azione massimo di 1000-5000 Kilometri, esempio Europa
• GAN (Global Area Network) insieme di tutte le reti

Client & Server

Ogni dispositivo viene chiamato Client. Il Client si collega a un server e fa delle richieste, il Server risponde a queste richieste. I client possono collegarsi a un server alla volta. Un server, invece, può collegarsi a più client alla volta. 

Internet & internet

Con Internet intendiamo una connessione specifica al web

Con internet intendiamo l'interconnessioni di reti

Le reti si distinguono per Topografia: 

RING: ogni dispositivo è collegato tramite connessioni punto-punto. Essendo collegati uno ad uno, nel momento in cui due dispositivi dialogano fra di loro, perché gli altri possano collegarsi con uno dei due devono aspettare, questa attesa prestabilita, poiché potrebbe dimostrarsi infinita, si chiama CONTESA. 

L’IBM, di conseguenza inventò il TOKEN RINGS (rinnovato con la CONTRO REAZIONE), simile ad un gettone che si passa tra dispositivi. Un altro svantaggio è quello che consiste nella rottura di un dispositivo, che a sua volta impedisce il funzionamento della rete intera, per cui in condizione di avaria il sistema è inutilizzabile.

BUS: unica connessione alla quale si collegano tutti i dispositivi, che possiede un TERMINATORE alla fine. I vantaggi sono: se un dispositivo si rompe non danneggia tutti i dispositivi ma il danno è fine a sé stesso, migliorata fault tollerance. Al contrario, se la linea principale si rompe, si danneggia l’intera rete. Un altro importante svantaggio, però, è il dominio di collisione (contesa), la linea principale, infatti, se non è libera, non può essere utilizzata dagli altri dispositivi.

TREE (CONNESSIONE GERARCHICA): somiglia ad un albero genealogico. All’apice dell’”albero” si trova il dispositivo principale che fa da tramite fra tutti gli altri, per lo scambio di dati o informazioni, infatti, si passa sempre per il principale. Viene ridotta un po' la contesa.

MESH INCOMPLETA: I Dispositivi non sono tutti in connessione diretta, ma possono tutti comunicare fra loro. (connessione fisica e connessione logica). Si riduce la contesa e viene aumentata la fault tollerance

MESH COMPLETA: I dispositivi sono tutti collegati tramite una connessione fisica tra loro. Viene ancora oggi utilizzata.

STAR: Tutti i dispositivi sono collegati al CENTRO STELLA, che, ad esempio, è il router nelle connessioni in casa nostra. Non c’è contesa ma è presente un’alta fault tolerance. Prima venivano utilizzati come centro stella gli HUB, ma successivamente vennero sostituiti poiché dominio di contesa.

Esistono diversi tipi di connessioni:

• PUNTO PUNTO: I dispositivi sono collegati direttamente 
• UNO A MOLTI: Un dispositivo è collegato a più dispositivi
• BROADCAST: Il server trasmette informazioni su un canale e ad un tempo specifico, ma il client non può comunicare con lui
• MODELLO P2P (pari a pari): Il client può essere un server e viceversa
• MODELLO CLIENT-SERVER: il client chiede delle informazioni e il server le restituisce

L'evoluzione delle connessioni: 

1. SIMPLEX: Le prime connessioni avvenivano tramite Simplex, ovvero una linea unidirezionale in c'era uno che trasmetteva e uno che riceveva
2. DUPLEX: Una connessione doppia ma non contemporanea, ovvero si comunica uno alla volta, ad esempio il woki-toki
3. FULL DUPLEX: Connessione doppia e contemporanea, ovvero la connessione che usiamo oggi

Ciascun dispositivo ha un nome specifico: INDIRIZZO MAC, esempio 01:00:ES:A8:B5:01

L'indirizzo è composto da sei coppie di cifre esadecimali ed ha le prime (a sinistra) che indicano il produttore, che quindi sono predefinite e le ultime numerate in ordine di creazione (HARD CODE), che indicano il numero del dispositivo. Tutti i dispositivi hanno inoltre anche un INDIRIZZO NIC (Network Interface Card) detto anche SCHEDA DI RETE che ci permette di collegarci ad una rete alla quale si assegna un INDIRIZZO IP (Internet protocol) che a sua volta viene assegnato dal provider (il quale ci offre il servizio di rete) 

L'indirizzo IP è strutturato in 4 ottetti, ciascuno valente 2^8 bit, che vanno da 0 a 256-2. Dunque ci permette di avere 2^32 indirizzi utilizzabili.

Il provider fornisce l'indirizzo IP esterno al router; l'indirizzo IP interno trasmette segnali dal router ai dispositivi. 

L' IPV4 fornisce 2^32 indirizzi utilizzabili; l'IPV6 (ancora non disponibile in Italia) può fornire fino a 2^128 indirizzi utilizzabili. 

Per rinominare gli indirizzi IP esiste il DNS ovvero il Domin Name System, che converte i numeri in nomi. 

Un software particolare, che installiamo nei nostri computer, è il BROWSER che permette ai client di collegarsi a internet; esempi di Browser sono Google Chrome, Mozilla, Safari, Edge ecc...

Il browser non è da confondere con il motore di ricerca che, invece, è un server che cerca risorse; ad esempio www.google.com, questo motore di ricerca è definito dominio di terzo livello perché ha a partire da destra 3 punti, infatti, ogni punto stabilisce un dominio di livello. 

HTTP:// serve per trasferire i dati da un computer a un altro

HTTPS, invece, si impiega quando si usa un account; la S finale sta ad indicare Secure ovvero Sicurezza.

Risoluzione di problemi

Un problema di risolve con due approcci: 

• Approccio Euristico, ci si basa sull'intuizione e lo stato temporaneo delle cose
• Approccio Logaritmico, insieme di passi finiti che consente di arrivare sempre alla soluzione (2^21 passaggi possibili per arrivare alla soluzione)

La Risoluzione Euristica è più rapida di quella algoritmica, ma il raggiungimento della soluzione corretta non è assicurata perché si basa sull'analisi di un numero limitato di alternative selezionate

1.  Suddivisione del problema in più fasi
2.  Costruzione di un modello mentale del problema
3.  Cercare di impostare un piano per la soluzione
4.  Mettere in atto il piano di soluzione ideato
5.  Valutazione degli esiti

L'Algoritmo è capace di arrivare sempre a una soluzione

Esso ha 5 caratteristiche fondamentali, che vengono associate alle prime 7 lettere dell'alfabeto, ovvero ABCDEFG

1. AB= Non Ambiguo, ovvero soluzione non specifica dove i passi vengono interpretati in modo univoco
2. C= Completo, deve risolvere tutti i problemi di un dato dominio (il dominio è lo spazio di soluzioni di una stessa tipologia
3. DE= Deterministico, a fronte degli stessi input deve produrre gli stessi risultati
4. F= Finito, composto da un numero finito di passi che devono essere eseguiti un numero finito di volte
5. G= Generale, deve fornire la soluzione per tutti i problemi appartenenti ad una classe

Per approcciarsi a un problema si possono usare 2 metodologie: 

• Top-Down, si parte con un problema, lo si divide in più problemi, si trovano le soluzioni a ognuno dei piccoli problemi e infine gli si unisce e si trova la soluzione al problema di partenza
• Bottom-Up, si parte dalla soluzione, e si cerca di capire come la si è ottenuta

Per passare al prossimo argomento dobbiamo prima specificare la definizioni di Modello 

Infatti per modello noi intendiamo l'astrazione della realtà che ci consente di guardarla da un altro punto di vista

In informatica si usano più modelli, tra questi il sistema convenzionale, che consente all'algoritmo di essere leggibile 

L'algoritmo è composto da degli elementi, chiamati simboli convenzionali

Essi sono: 

• Ellisse (Start & End), l'algoritmo ha solo un inizio e una sola fine
• Parallelogramma, serve a inserire o mostrare informazioni; segna l'ingresso (Input) e l'uscita (Output) delle informazioni dall'algoritmo 
• Rettangolo, serve a inserire le operazioni che facciamo per risolvere il problema
• Rombo, indica la condizione delle informazioni; se la condizione è verificata si prende il Branch (ramo) vero; se la condizione non è verificata si prende il Branch falso

Tutti i diagrammi sono collegati da archi orientati (Edge) che stabiliscono l'ordine dell'algoritmo 

Per risolvere un problema si usa uno schema chiamato Diagramma di Flusso o Flowchart