Le Scienze, n. 279

49 Pages·1991·18.5 MB·Italian

T 'era dell'agricoltura si basava sull'a- re per il calcolo e in quelle per le comu- te delle comunicazioni su lunga distanza
Novembre 1991 LE SCIENZE
ratro e sugli animali che lo ti- nicazioni è stato del 25 per cento circa e riescono a trasmettere dati con una ve-
Numero 279 ravano; l'era industriale sulle ogni anno. Questo inarrestabile aumen- locità che può raggiungere il gigabit (un
Anno XXIV SCIENTIFIC macchine e sui combustibili che le a- to di capacità ha trasformato una vaga miliardo di bit) al secondo. Le reti locali
Volume XLVII AMERICAN limentavano. L'era dell'informazione, promessa di sinergia in un immane po- costituiscono una trama indispensabile
di cui stiamo creando oggi le premesse, tenziale reale. che collega edifici e quartieri. Le reti cel-
si baserà sui calcolatori e sulle reti che li I calcolatori sono diventati così poten- lulari e altre reti senza fili raggiungono
collegheranno. ti ed economici che li troviamo impegna- le persone mentre guidano o addirittura
Gli autori di questo numero speciale ti quasi ovunque a fare quasi di tutto. I mentre camminano. E ora questi due gi-
condividono la speranza che un futuro supercalcolatori, in grado di eseguire mi- ganti, calcolatori e reti, potranno fon-
costruito su un'infrastruttura informati- liardi di istruzioni al secondo, sono im- dersi e dar luogo a un'infrastruttura
Comunicazioni, ca arricchirà il nostro modo di vivere sol- piegati per le previsioni meteorologiche ancora più promettente delle singole
levandoci da molti compiti materiali, mi- e per l'analisi di complesse immagini me- tecnologie.
gliorando il modo in cui compiamo le diche. Calcolatori dotati di sensori rea- Per di più, negli ultimi 10 anni abbia-
nostre attività quotidiane, apprendia- giscono alla voce umana e riconoscono mo imparato parecchie cose sulle molte
calcolatori e reti mo, lavoriamo, e aprendoci nuovi oriz- a vista i pezzi sulle linee di montag- possibilità utili che offrirebbe una infra-
zonti di libertà personali e sociali. gio. Calcolatori robot trasformano que- struttura informatica e anche sulle diffi-
Dai timidi esordi dei primi calcolatori sti pezzi in prodotti finiti. Come il tele- coltà che presenta la sua costruzione.
veramente utili, quasi mezzo secolo fa, scopio e il microscopio, i calcolatori Per esempio non si fa molta strada met-
non sono certo mancati i pareri, le spe- aprono nuovi spazi alla scienza grazie al- tendo assieme reti e calcolatori senza
culazioni e le previsioni sul magico mon- la loro capacità di simulare qualunque aver prima messo a punto convenzioni
Fondendo la tecnologia dei calcolatori con quella delle comunicazioni, si do che essi ci promettono. Perché allora cosa, dalle collisioni astronomiche alle comuni che consentano loro di comuni-
dedicare proprio adesso un numero spe- reazioni molecolari. Cinquanta milioni care agevolmente.
potrà dar vita a un'infrastruttura informatica capace di rimodellare ciale a questo tema? Che cosa c'è di di calcolatori personali con migliaia di A mano a mano che posiamo le prime
nuovo? tipi di pacchetti software ci aiutano in pietre dell'era dell'informazione, tenta-
Quella che era una possibilità sempre casa e al lavoro. E ogni anno milioni re di prevedere come si presenterà l'edi-
profondamente i rapporti economici, i comportamenti sociali e la cultura
più concreta ha raggiunto ora la massa di calcolatori vengono incorporati, con ficio ultimato e quali ne saranno gli usi
critica in seguito ai radicali miglioramen- funzioni di controllo, in telefoni, forni a è tanto arduo per noi quanto sarebbe
ti del rapporto costo-prestazioni sia nella microonde, automobili e televisori. stato difficile per gli scrittori della fine
tecnologia dei calcolatori sia in quella Parallelamente, la portata e la velocità del XVIII secolo prevedere l'automobi-
delle comunicazioni. Almeno negli ulti- delle reti hanno compiuto progressi al- le, l'elicottero, l'aereo a reazione e le
di Michael L. Dertouzos mi 20 anni, il miglioramento registrato trettanto imponenti: milioni di chilome- migliaia di altri apparecchi moderni, e
indipendentemente nelle apparecchiatu- tri di fibre di vetro convogliano gran par- tutto ciò che con queste macchine si fa
Con un murale di acciaio smaltato di due metri e mezzo per nove, splora il tempo e lo spazio e ci mostra in che modo i calcolatori grammi eidomatici. La Bliss accosta rappresentazioni dello spa- fanumerici generati casualmente e un'interpretazione della memo-
intitolato Windows, Anna Campbell Bliss cerca di illustrare i mon- consentano di vedere fenomeni sia microscopici sia macroscopici. zio interstellare a immagini del Perù precolombiano e dell'odierna ria del calcolatore. Un paesaggio frattale evoca il futuro. L'opera
di che l'uso innovativo dei calcolatori ci sta aprendo. L'artista e- La tavolozza cromatica (a sinistra) è quella caratteristica dei pro- Salt Lake City; mette a confronto ideogrammi cinesi, simboli al- è esposta al Data Center del Campidoglio dello Stato dello Utah.

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oggi. Ci limiteremo quindi a fornire ai inventati molti modi per trasmettere l'in- dall'informazione, abbiamo al massimo ter isolare, semplificare e presentare
lettori le nostre impressioni su questo fu- formazione, dalle grandi ed economiche una comprensione intuitiva del suo signi- l'informazione utile e respingere i dati
turo, sulle tecnologie che ne sono alla pagine dei quotidiani ai servizi postali e ficato e quasi nessuna idea di come mi- inutili prima che ci sommergano.
base e su alcuni temi al contorno. alle reti telefoniche, radiofoniche e tele- surarne il valore. Che valore ha una re- Riflettendo sul valore dell'informa-
In un mondo in cui centinaia di milioni visive. Quasi tutti questi schemi di co- lazione di 300 pagine sui titoli azionari di zione si impara un'altra cosa: l'informa-
di calcolatori, al servizio dei loro utenti, municazione richiedono all'estremità ri- una società? Che cosa rende prezioso un zione e la sua elaborazione hanno meno
si potessero facilmente collegare a un'in- cevente la presenza di esseri umani che libriccino di 15 pagine o un buona «sof- valore nei paesi poveri, dove vi sono me-
frastruttura informatica globale, la cor- capiscano l'informazione in arrivo e la fiata» sulle quotazioni? no beni tangibili da ottenere. In questi
rispondenza commerciale raggiungereb- sappiano elaborare. In mancanza di una spiegazione mi- paesi però l'informazione può assolvere
be il destinatario in cinque secondi e non Analogamente i calcolatori e le reti gliore, lasciatemi dire che l'informazio- altri compiti importanti: può insegnare
in cinque giorni, modificando drastica- sono legati tra loro dall'informazione e ne ha un valore economico per l'utente alla popolazione ad avere più riguardo
mente la natura delle comunicazioni possono espletare funzioni più o meno solo se può fargli acquisire beni tangibili. per la salute, a riparare le macchine o
commerciali. Progettisti e venditori di simili a quelle delle persone e dei loro Analogamente, l'informazione ha un va- a introdurre pratiche agricole migliori.
un prodotto potrebbero collaborare at- schemi di comunicazione. I calcolatori lore intangibile se può portare alla sod- Con l'informazione si potrebbe miglio-
tivamente alla sua realizzazione anche se accettano, registrano, elaborano e pre- disfazione di desideri umani meno con- rare la distribuzione degli alimenti e dei
abitassero ai due capi di un continente sentano l'informazione, e le reti traspor- creti. Per l'editore di un'enciclopedia. farmaci. I paesi dove abbonda forza la-
e non potessero incontrarsi. I per esempio, un indirizzario di voro istruita, come l'India, potrebbero
consumatori trasmetterebbero possibili acquirenti è utile in guadagnare valuta pregiata scrivendo
le proprie necessità ai fornitori, quanto potrebbe far aumentare software per clienti stranieri.
in una sorta di pubblicità alla le vendite. Guardare uno sce- Nel complesso, però, è naturale che
rovescia. Molte merci sarebbe- neggiato ha valore per coloro l'informazione tenda a incrementare la
ro ordinate e pagate per via che desiderino provare emozio- ricchezza di quanti già posseggono beni
elettronica. Una madre o un ni strappalacrime. materiali, perché queste comunità han-
padre potrebbero lavorare per Dato che l'informazione por- no a disposizione molti beni tangibili cui
un ufficio lontano pur restando ta ai beni solo indirettamente, l'informazione può condurre. Se i paesi
a casa accanto al bambino. Dal- sembra ragionevole attribuirle ricchi non considereranno loro dovere
la Florida un ingegnere in pen- un valore pari a una frazione aiutare quelli in via di sviluppo a fare
sione potrebbe insegnare alge- dei beni tangibili che essa pro- buon uso di queste tecnologie, l'era del-
bra agli studenti di un liceo di cura. Se un'informazione pro- l'informazione probabilmente amplierà
New York. E, stando comoda- cura beni tramite informazioni il divario tra abbienti e non abbienti.
mente seduti in poltrona, si po- intermedie, ciascuna derivata I paesi ricchi devono anche ricordare
trebbe fare un'escursione nel da altre mediante elaborazio- che se si lasceranno esaltare e accecare
luogo dove intendiamo andare ne, allora anche a tutti i dati e dal fascino dell'era dell'informazione
in vacanza o un giro al Louvre i programmi intermedi si do- trascurando di produrre e migliorare i
o guardare un film ad alta defi- vrebbe attribuire un valore pro- beni tangibili (alimenti, manufatti, risor-
nizione affittato per via elettro- cedendo a ritroso dai risultati se e servizi), il colosso dell'informazione
nica e scelto tra milioni di altri. finali. non porterà a niente e quindi crollerà. In
Eppure l'era dell'informazio- Su queste basi, si può misu- fin dei conti l'informazione è secondaria
ne ha anche le sue ombre. Po- rare il valore economico di tut- rispetto ai bisogni primari della popola-
Il prototipo di un ausilio medico multimediale, messo a punto dalla NYNEX e presenta-
trebbero queste nuove tecnolo- to ciò che emanerà dai comples- zione: cibo, abitazione, salute e rapporti
to su uno schermo ad alta risoluzione, illustra a quale tipo di informazioni i medici di
gie allargare il divario tra ricchi si sempre più fitti di reti e cal- umani. In caso di crisi, anche l'informa-
quattro ospedali di Boston possono avere accesso per mezzo di una rete sperimentale.
e poveri? Temo di sì. Saremo Voyager, in allestimento al Massachusetts Institute of Technolo- colatori del futuro come una tico più esaltato cederebbe milioni di ri-
sommersi da «scorie» di infor- gy, è un sistema interattivo per il riconoscimento del parlato che frazione dei beni tangibili cui ghe di software per un pezzo di pane.
mazioni, da montagne d'infor- guida l'utente per le strade di Cambridge, nel Massachusetts. essi porteranno. Oggi si stima
mazioni che non c'interessano? che in un paese ricco e indu- Inizieremo a godere i frutti dell'infor-
Sì, ma possiamo sfruttare le tec- strializzato come gli Stati Uniti mazione solo quando avremo creato mo persone, derrate alimentari e merci gono attività molto varie e possono tra-
nologie anche per proteggerci. Potreb- tano l'informazione da una macchina al- il valore dell'hardware e del software dei un'infrastruttura che potenzi il nostro la- di ogni tipo; e così via. smettere l'informazione a velocità diver-
bero, queste tecnologie, disumanizzar- l'altra. I calcolatori possono elaborare calcolatori, compreso il lavoro necessa- voro. Le reti esistenti di calcolatori, te- In base a questi termini di confronto, sissime, da poche migliaia di bit al secon-
ci? Ne dubito. Faranno aumentare i cri- l'informazione molto più velocemente rio per gestire i sistemi informatici inter- lefoni, radiotrasmissioni e così via non si vede come oggi non esistano ancora al do per un breve messaggio a decine di
mini informatici e le violazioni della pri- delle persone, ma a differenza di queste ni alle organizzazioni, sia quasi un deci- costituiscono quella possente infrastrut- mondo infrastrutture informatiche. Per milioni di bit (megabit) al secondo per
vacy? Non lo sappiamo, ma dobbiamo le macchine non capiscono quasi mai i mo del prodotto nazionale lordo, ossia tura informatica che abbiamo in mente, molti imparare a usare il calcolatore è segnali video ad alta risoluzione.
vigilare. messaggi con cui hanno a che fare: per circa 500 miliardi di dollari. Tuttavia, dal così come le strade polverose dei primi ancora un'impresa ed è impossibile co- A seconda di ciò che devono fare, i
E come è già accaduto per molte tra- loro l'informazione è solo una successio- momento che circa il 60 per cento della del secolo non costituivano un sistema struire anche una sola applicazione vali- calcolatori devono anche ricorrere a li-
sformazioni tecnologiche, le straordina- ne ingannevolmente uniforme di uno e forza lavoro ha un impiego che ha a che nazionale di autostrade. I viaggiatori più da per tutti i calcolatori di un paese. Per velli diversi di accessibilità e di sicurezza:
rie possibilità che descriviamo in questo zero. fare con l'informazione, il valore dell'in- intrepidi potevano andare da un luogo uscire da questa situazione caotica e tra- l'accensione di un mutuo personale per
fascicolo sono favorite più dall'opportu- Alla base dell'infrastruttura informa- formazione elaborata con i calcolatori all'altro guidando per quei sentieri tor- sformare calcolatori e reti in una vera e via elettronica richiede più sicurezza che
nismo che da pressanti bisogni umani. tica c'è l'idea di alleggerire le persone di potrebbe benissimo ammontare a una tuosi, ma i viaggi erano lenti e difficili. propria infrastruttura informatica dob- non uno scambio di opinioni su argo-
Di conseguenza, noi progettisti e utenti buona parte della fatica di comunicare quota ancora più elevata dell'economia Le infrastrutture oramai consolidate, biamo dotare le reti di tre caratteristiche menti frivoli attraverso un bollettino
di questa infrastruttura informatica ab- ed elaborare l'informazione. A questo statunitense. come l'odierna rete autostradale, la rete essenziali: flessibilità nella trasmissione elettronico. Inoltre alcuni messaggi de-
biamo una grave responsabilità: dobbia- scopo le macchine devono riuscire a trat- Nel momento in cui ci stiamo imbar- telefonica o quella della distribuzione dell'informazione, servizi comuni e con- vono essere inviati con maggiore preci-
mo capire il valore e il ruolo dell'infor- tare in modo intelligente almeno una cando nell'era dell'informazione, dob- elettrica, hanno alcune proprietà sempli- venzioni comuni per la comunicazione. sione di altri: la tramissione di software,
mazione in modo da incanalare i nostri parte della sbalorditiva varietà concet- biamo tener presenti alcune indicazioni ci ma importanti. Intanto sono accessi- Flessibilità di trasmissione significa di fondi o di dati medici vitali richiede la
miracoli tecnologici in direzioni utili e tuale rappresentata dall'informazione; forniteci da questo modo di valutare l'in- bili a chiunque: in pratica ogni cittadino che l'infrastruttura è in grado di traspor- perfezione, mentre nella trasmissione di
non frivole o addirittura pericolose. debbono quindi cominciare a capire, sia formazione, che servono a smorzare en- di un paese industrializzato ha a portata tare l'informazione da un calcolatore al- fotografie si tollera una certa imprecisio-
pure in modo rozzo, che cosa significano tusiasmi eccessivi. Per esserci utili, i cal- di mano una strada asfaltata, almeno un l'altro a vari livelli di velocità, di sicurez- ne perché la perdita di alcuni bit non
T 'informazione ha a che fare con tutte le cifre zero e uno; la situazione attuale colatori e le reti di domani dovranno aiu- telefono e parecchie prese di corrente. za e di affidabilità. La rete telefonica per altera il significato del messaggio.
I—i le attività dell'uomo. Si presenta è invece equivalente a quella di un grup- tarci a conseguire i nostri obiettivi tangi- Queste infrastrutture sono facili da usa- esempio non possiede questo requisito Se gli utenti o i loro calcolatori sono
sotto moltissime forme: discorsi, figu- po di utenti del telefono che cercassero bili pur difendendoci dalla massa di sco- re: non si richiede altro sforzo che quello perché è stata costruita per trasmettere in grado di posizionare queste «leve»,
re, immagini televisive, lavoro d'ufficio, di scambiarsi messaggi emettendo gru- rie di informazioni prodotta da altri nel di infilare una spina nella presa o parlare segnali vocali digitali a una velocità fissa cioè di scegliere la combinazione di ve-
software, vera arte e kitsch, fatture, mu- gniti senza senso di intensità diversa. tentativo di raggiungere i loro scopi. Per al telefono. E, cosa ancora più impor- di 64 000 bit al secondo a livelli costanti locità, sicurezza e affidabilità adatta alle
sica, quotazioni di borsa, dichiarazioni Comprendere il significato dell'infor- questo motivo è ancora più importante tante, sono alla base di innumerevoli at- di sicurezza e affidabilità. loro esigenze, allora basta che paghino
dei redditi, ordini di attacco, lettere d'a- mazione è però difficile anche per le per- che i calcolatori e le reti capiscano a suf- tività utili. Al telefono sbrighiamo affari Le persone usano la rete telefonica so- in proporzione alla qualità del servizio
more, romanzi e notizie. Si sono anche sone. Per quanto assediati di continuo ficienza il contenuto dei messaggi da po- e chiacchieriamo; sulle strade trasportia- lo per parlare, mentre i calcolatori svol- richiesto. L'alternativa rappresentata da

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più facili da approntare che non sistemi
un servizio di trasmissione veloce come re dati con velocità anche di 150 megabit minimo devono esserci alcuni servizi co- generali che comprendano l'eloquio. Restaurant Information
il lampo ed estremamente sicuro, capace al secondo. Per la fine degli anni novan- muni fondamentali, come gli elenchi di Compilati a mano o a voce, i moduli Choose your answer in the picture below
di soddisfare tutte le possibili necessità, ta, negli Stati Uniti potrebbe essere in utenti e servizi (le pagine bianche e le E possono anche valicare le barriere lin- VVhat regionel cuisine do you prefer?
sarebbe tanto costosa che il suo uso re- funzione una rete da un gigabit, capace pagine gialle elettroniche), ma potreb- guistiche. Per esempio un americano che
sterebbe molto limitato. di trasmettere immagini video nitide e bero esservi dotazioni più ricche e uni- voglia comprare un paio di scarpe italia-
Come sottolinea Vinton G. Cerf, gli vibranti come fotografie da esposizione. versali: leggi e normative fiscali naziona- ne non dovrebbe far altro che riempire
Stati Uniti stanno progredendo gradual- Servizio flessibile significa anche che li, dati di censimenti, i quadri della Na- un modulo E in inglese, che poi verreb-
mente nella costruzione dell'hardware gli utenti possono inserirsi nell'infra- tional Gallery e i 15 milioni di libri della be tradotto automaticamente nel corri-
per una rete flessibile (si veda l'articolo struttura quando e dove vogliono. Que- Library of Congress di Washington. spondente modulo E in italiano. Grazie
Reti a pagina 26). Le società telefoniche sta accessibilità sarà garantita da reti Per capire la terza e più importante a questa facilità di traduzione, i moduli
e altri costruttori di reti continuano a senza fili, basate sui sistemi cellulari o su caratteristica di un'infrastruttura infor- E potrebbero diventare un fattore essen-
posare linee a fibre ottiche, capaci di tra- satelliti, grazie alle quali automobili e matica - convenzioni comuni per la co- ziale dell'unificazione commerciale per-
smettere volumi di traffico migliaia e an- passanti saranno elementi della infra- municazione - si pensi di nuovo alle dif- seguita dalla Comunità Europea: i paesi
che centinaia di migliaia di volte supe- struttura mondiale dell'informazione. ficoltà di coloro che cercano di comuni- membri avrebbero infatti un agevole
riori rispetto al cavo di rame. Una tec- La seconda caratteristica di una vera care al telefono con i grugniti. Per poter- mezzo per superare le barriere linguisti-
nologia nascente per il servizio telefoni- e propria infrastruttura informatica è un si capire possono assegnare un significa- che nelle transazioni d'affari. Reserve
co, la rete digitale a larga banda per ser- insieme di servizi comuni che dovrebbe- to ad alcuni grugniti particolari; per Un'alternativa all'esperanto dei mo-
vizi integrati, consentirà di trasmette- ro essere a disposizione di tutti. Come quanto possa apparire rozzo, questo me- duli E potrebbe essere costituita dai
todo viene oggi usato all'interno di grup- «Knowbot», introdotti da Cerf e da Ro-
pi di calcolatori interconnessi. Una ditta bert E. Kahn del CNR! (Corporation for
e i suoi fornitori, o anche gli impiegati di National Research Initiatives). I Know-
una stessa grande azienda, istituiscono bot sono programmi progettati dai loro
di comune accordo codici particolari per utenti per viaggiare attraverso una rete, 0111%>4rpsitol gOir.English
lo scambio di informazioni. Questo me-
esaminando e interpretando le informa-
todo va bene per pochi utenti, ma diven-
zioni di tipo simile a prescindere dalla
ta assurdo per comunità più numerose. lingua e dalla forma in cui sono espresse. Una guida informatizzata (della IBM) per l'Esposizione universale del 1992 in Spagna con-
È molto più conveniente che tutti si ac-
Supponiamo per esempio di voler fare sente di prenotare un ristorante. L'utente sceglie un tipo di cucina e la rete elenca i risto-
cordino su certe convenzioni, cioè che si
un elenco di tutti i modelli di automobile ranti e i loro piatti e accetta prenotazioni. Il sistema fornisce anche un bollettino elettronico.
adotti un linguaggio comune.
che nei sedili posteriori hanno abbastan-
Un modo per costruire un linguaggio
za spazio per passeggeri di alta statura e
del genere per i calcolatori è basato su
costano meno di 18 000 dollari. Se i det-
quelli che io chiamo moduli E o moduli
tagli relativi ai vari veicoli sono contenu-
elettronici. Un modulo E, che assomi-
ti nell'infrastruttura informatica, ma so- se si scambino significati e non grugniti. no manoscritti gratuiti, altri s'imbarche-
glia a un modulo per gli acquisti per cor-
no presentati dai costruttori in modi di- A questo fine Mark Weiser propone di ranno in discussioni, altri ancora colla-
rispondenza, può essere riconosciuto al-
versi, si può sguinzagliare un Knowbot far sparire l'hardware, facendolo diven- boreranno in modi creativi e imprendi-
l'istante da un qualunque calcolatore
che rovisti nella rete ed esamini queste tare un elemento invisibile dell'ambien- toriali: e tutto ciò attraverso la rete.
della rete. Alcuni di essi sono già in uso.
varie forme. Il Knowbot comprendereb- te, e ciò proprio mentre esso esalta la Possiamo avere un'idea del mercato
Parecchi anni fa, per sbrigare operazioni
be a sufficienza i diversi modi in cui si nostra capacità di comprendere gli even- dell'informazione riflettendo a come es-
tra cui la fatturazione e gli ordini di ma-
può rappresentare lo stesso tipo d'infor- ti e le persone che ci circondano (si veda so trasformerà i normali servizi di tra-
teriale, alcune aziende si accordarono su
mazione da spigolare i dettagli interes- l'articolo I calcolatori del XXI secolo a sporto dell'informazione, per esempio
un grande modulo chiamato EDI (Elec-
santi di ogni modello; poi elaborerebbe pagina 46). l'odierna posta commerciale. Non c'è
tronic Data Interchange). Certe società
l'informazione e la presenterebbe in for- motivo per trattare gran parte della po-
di servizi elettronici, tra cui la Prodigy ma utile e familiare. Uno dei primi pro- T 'infrastruttura più vitale che possiamo sta come se fosse una merce preziosa
(fondata dalla Sears, dalla Roebuck and
totipi di Knowbot progettato dal CNRI costruire è quella che consente alla perché di solito il messaggio è più impor-
Co. e dalla IBM), la CompuServe e la
esplora le basi di dati raccolte dalla Na- libera iniziativa di espandersi. Le società tante della carta su cui è scritto. Ciò non
Dow Jones News/Retrieval, propongo-
tional Library of Medicine alla ricerca di telefoniche avranno una parte essenziale significa che dobbiamo mandare alla no-
no moduli E per ordinare biglietti aerei
fatti salienti su persone registrate nelle nella posa delle fibre per la rete e quindi stra amata un video di splendide rose
e alcune merci. Purtroppo questi primi
basi di dati accessibili al pubblico. sarà loro compito fornire servizi flessibili rosse ma, quando il contenuto è più im-
moduli E non sono usati universalmente
I Knowbot sembrano più interessanti per la trasmissione dell'informazione, portante del mezzo, trasportare la carta
dai calcolatori, ma sono offerti solo ai
dei moduli E, dato che possono essere un minimo di servizi comuni e l'accesso che contiene il messaggio è uno spreco.
clienti che pagano questo servizio.
allestiti in modo da soddisfare i bisogni alle principali risorse comuni. Ma né le Un servizio rapido e flessibile di posta
In futuro i moduli E potrebbero essere
di un certo utente e possono tollerare società telefoniche né altri organi centra- elettronica su scala nazionale potrebbe
compilati a voce anziché a mano. Alcuni
rappresentazioni diverse della stessa in- lizzati dovranno decidere quali conven- migliorare drasticamente la competitivi-
prototipi esistono già: per registrare le
formazione. Ma se si vuole che questi zioni comuni di comunicazione offrire: tà delle industrie. Che una nazione di-
vendite dei titoli di Stato i negoziatori
programmi manifestino un comporta- ciò dovrebbe essere demandato a gruppi venti un'importante produttrice di beni
della Shearson Lehman Brothers e di
mento più intelligente, costruirli diventa d'interesse particolare esterni all'ambito e di servizi dipende molto dalla qualità e
un'altra quarantina di società impiegano
molto più difficile. dei gestori dei servizi. Inoltre nessun en- dal costo dei suoi prodotti e dalla rapidi-
macchine controllate a voce. Questi as-
Oltre a realizzare un'infrastruttura ve- te centrale dovrebbe avere voce in capi- tà con cui essi raggiungono il mercato.
sistenti elettronici hanno tuttavia un vo-
ra e propria avente queste tre caratteri- tolo sui servizi da offrire tramite l'infra- La riduzione dei costi di produzione e
cabolario poverissimo e devono essere
stiche, si devono anche allestire hard- struttura informatica. Questi nuovi pro- del tempo necessario per progettare,
addestrati alla pronuncia di un dato
ware e software in grado di collegare in dotti e servizi dovrebbero essere ideati fabbricare, vendere e riparare i prodotti
agente. Un sistema di ricerca del Massa-
modo più naturale persone e macchine dai milioni di utenti dell'infrastruttura e è intimamente legata alla velocità e alla
chusetts Institute of Technology, l'ATIS
all'infrastruttura informatica, e quindi dai loro calcolatori, in conformità con i flessibilità con cui l'informazione com-
(Air Travel Information System), assiste
anche tra loro. Lawrence G. Tesler parla loro scopi e i loro piani. merciale viene trasmessa ed elaborata.
chi voglia prenotare un volo. L'ATIS ca-
nel suo articolo di come i progettisti cer- L'infrastruttura informatica assomi- Al di là della pubblicità normale, i cal-
pisce l'eloquio continuo di tutti i parlan-
chino di trasformare l'hardware in uno glierebbe quindi al vecchio mercato del colatori dei costruttori possono rispon-
In questa officina della Raychem-Advanter di Richmond, nella British Columbia, tutte le ti, compresi quelli che hanno qualche ac- strumento pratico come un orologio da villaggio: su questo nuovo mercato del- dere direttamente a richieste di prodotti
fasi di produzione di piccolissimi lotti di adattatori di alluminio di ogni dimensione si ser- cento, purché si limitino all'acquisto di
polso (si veda l'articolo Le reti informa- l'informazione, come mi piace chiamar- aventi caratteristiche e prezzi particolari
vono di calcolatori, escludendo del tutto il supporto cartaceo. Un tecnico, che riceve infor- un biglietto. Si può formulare la stessa tiche degli anni novanta a pagina 36). Co- lo, saranno comprati e venduti beni e trasmesse dai calcolatori di potenziali
mazioni in linea sulla fase successiva, misura con un sistema ottico le nuove specifiche per domanda in molti modi diversi, ma il cal-
sa ancora più importante, si deve ricon- servizi in gran copia. Come nei mercati clienti. Prima di comperare un'automo-
il taglio e quindi può riapprontare il tornio in soli 12 minuti (in alto). Mentre il tornio a colatore non deve far altro che assegnar- siderare il modo di collegare persone e tradizionali, non tutte le transazioni sa- bile, per esempio, il cliente interagireb-
controllo numerico guidato dal calcolatore comincia a tagliare il pezzo (in basso), un tecni- la a una di poche classi. Pertanto i mo-
macchine a livello cognitivo, affinché es- ranno monetarie. Alcuni pubblicheran- be con i calcolatori della casa costruttri-
co può seguire l'operazione attraverso un flusso continuo di dati per il controllo di qualità. duli E da compilare a voce sono molto
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ce; attraverso l'infrastruttura potrebbe le leggi dello Stato avrebbero risposta in In futuro l'infrastruttura potrebbe an- no, come pure il paese in possesso di
richiedere certe caratteristiche fonda- pochi minuti anziché in alcuni mesi. In che assegnare a ogni studente un calco- questo tesoro di infrastruttura.
mentali (per esempio la trazione integra- qualunque momento si potrebbero otte- latore personalizzato come assistente.
le), esaminare i modelli che le posseggo- nere consigli sulla costruzione di una ca- Uno di questi «assistenti» potrebbe aiu- ove ci porterà questa mania dell'in-
no e poi adattare meglio l'automobile ai sa o sulla preparazione di un soufflé al tare lo studente ad analizzare un ponte D formazione? Pensando a come po-
propri desideri e bisogni scegliendo ac- cioccolato. o, a livello più ambizioso, a progettare tremmo usare queste tecnologie per mi-
cessori, tessuti e colori particolari. Nel settore dell'addestramento milita- ponti. Se riusciremo a realizzare i nostri gliorare il modo di vivere, il lavoro e
Perfezionata la vendita, l'ordine della re i calcolatori sono già molto usati; spe- sogni di ricerca, un assistente ancora più l'apprendimento della popolazione, pre-
merce scelta avvierebbe sulla rete di cal- ciali simulatori di volo per i piloti e raf- esperto, dotato del metodo e dello stile vediamo che un'infrastruttura informa-
colatori un'attività esplosiva. La descri- finati giochi di guerra per gli strateghi progettuale di Frank Lloyd Wright, po- tica raffinata ci dovrebbe essere utile sot-
zione del cliente si trasformerebbe auto- sono ormai di uso comune. Via via che trebbe aiutare lo studente a diventare to tre profili. Dovrebbe liberarci di mol-
maticamente in una cascata di ordini re- le reti informatiche diventeranno più l'apprendista virtuale del maestro. te operazioni ripetitive, tediose e sgra-
lativi alle varie parti dell'automobile. economiche e potenti, anche le azien- Anche l'intrattenimento e l'editoria devoli relative all'elaborazione e alla tra-
L'ordine genererebbe poi istruzioni che de potranno permettersi questi metodi. trarranno molti vantaggi dall'infrastrut- smissione dell'informazione. In questo
regolerebbero l'arrivo di queste parti al Una ditta potrebbe addestrare i propri tura informatica. Sarà facile noleggiare ambito l'efficacia dei calcolatori troverà
reparto di produzione e ne dirigerebbero dirigenti mettendoli di fronte a scenari milioni di pellicole e di esecuzioni musi- un limite solo nella capacità che i proget-
il montaggio. Servizi del genere potreb- in cui verrebbero simulate proteste di cali immesse sul mercato dell'informa- tisti sapranno dar loro di capire l'infor-
bero portare alla produzione di massa di impiegati, strozzature di progetti e così zione da collezionisti. Poiché il mercato mazione ricevuta, sia dalle persone sia
prodotti personalizzati. Come sottoli- via. Altre società potrebbero vendere dell'informazione collegherà ogni forni- dalle macchine.
neano Thomas W. Malone e tore a ogni utente da un capo In secondo luogo, l'infrastruttura in-
John F. Rockart, le reti posso- all'altro di un paese o del mon- formatica dovrebbe consentirci di far
no consentire a imprenditori in- do, le stazioni televisive e ra- meglio le cose che facciamo oggi, acce-
dipendenti di creare dalla sera diofoniche e i noleggiatori di vi- lerando i procedimenti esistenti o mi-
alla mattina un'organizzazione deocassette potrebbero perde- gliorandone la qualità. Per quanto si
capace di soddisfare le richieste re un poco del loro carattere possa accelerare il flusso delle informa- Starburst n. 21, eseguito da Lillian Schwartz con l'aiuto del calcolatore, illustra una frase
particolari di un cliente, per poi monopolistico. zioni, i limiti ultimi di questi migliora- dell'artista: «Ciò che il calcolatore può fare dipende da ciò che pensiamo possa fare per
scioglierla con la stessa rapidità È assai improbabile che spa- menti dipendono dal lavoro fisico che noi.» L'opera appare in The Computer Artist's Handbook, pubblicato da W. W. Norton.
(si veda l'articolo Calcolatori e riscano i giornali stampati, che essi comportano, tenendo anche conto
reti nell'azienda a pagina 82). sono molto comodi ed econo- che determinate operazioni possono es-
Il mercato dell'informazione mici. Ma il mercato dell'infor- sere svolte solo dall'uomo. Per quanto
modificherà anche il nostro mo- mazione sarà anche un'abbon- rapido sia il flusso dell'informazione,
do di lavorare con collaboratori dante fonte di notizie aggiorna- montare un'automobile reale a partire struttura informatica? Io credo che ne dere informazioni e servizi basati sull'in-
lontani. Già oggi un numero te (compresi testi, pubblicità, dai suoi pezzi reali richiede comunque dovranno rispondere le persone o le dit- formazione e a scambiarsi conoscenze e
crescente di riunioni viene ef- musica e video) fornite da chi- un tempo reale. te che, fornendo i servizi, ne ricavano un capacità inventive, si spera con vantag-
fettuata mediante collegamenti unque e lette gratuitamente da I calcolatori e le reti influiranno sulla profitto. Come si potrà garantire la pri- gio di tutti.
video, ma i partecipanti devono tutti. Queste masse di informa- nostra vita anche in un altro modo, vacy personale sulla rete pur proteggen- Le possibilità, come i problemi, cui
comunque trovarsi nel posto zioni creeranno a loro volta no- aprendoci possibilità finora inesplorate. do gli utenti dai crimini informatici e dal- daranno certo luogo i calcolatori e le reti
giusto al momento giusto. Con tevoli opportunità per tutta una Non sarà più necessario che le persone le varie forme di virus? A domande co- di domani saranno nuovi, eterogenei e
i nuovi metodi si potrà prender categoria di editori e distributo- che frequentiamo o con cui concludiamo me queste non possiamo ancora dare ri- imprevedibili , ed esigeranno la nostra vi-
parte a incontri posticipati e di- ri elettronici, che le vaglieranno gli affari siano le più vicine: saranno sposte certe, anche se si può tentare gilanza continua. Può darsi che alla fin
stribuiti. Lee Sproull e Sara alla ricerca di perle da pubbli- quelle che più ci garbano. qualche previsione. fine il compito decisivo risulti quello
Kiesler discutono le conseguen- I libri di testo su misura potrebbero aiutare gli insegnanti a pre- care e diffondere per via elet- Inoltre non c'è dubbio che i calcolatori Tuttavia, se pure alcune promesse do- di imbrigliare gli agenti elettronici che
ze sociali e organizzative di parare lezioni più consone alle necessità degli studenti. Un pas- tronica. Quindi, anche se gli e le reti renderanno più democratica la vessero rivelarsi solo miraggi, anche ta- emergeranno da questa struttura fatta
queste collaborazioni «virtuali» so in questa direzione è il software Primis della McGraw-Hill. editori non stamperanno le loro comunicazione umana. Ognuno, o qua- luni problemi svaniranno come brutti so- per aiutare il genere umano. Tuttavia le
(si veda l'articolo Calcolatori, opere su carta, la sostanza della si, sarà in grado di sottoporre a tutti le gni. Si teme che queste tecnologie pos- potenzialità e le ombre in cui ci imbatte-
reti e lavoro a pagina 72). raccolta e della diffusione delle proprie idee, preoccupazioni e richieste. sano avere un effetto disumanizzante: remo tentando di conseguire le nostre
Abbattendo le barriere geografiche e questi servizi di simulazione sul mercato informazioni non cambierà. I prodotti e Questa libertà avrà sicuramente conse- nei peggiori scenari tecnofobici, uomini mete nell'era dell'informazione saranno
temporali, l'infrastruttura consentireb- dell'informazione. i servizi che emergeranno in questo set- guenze sociali, tra cui la formazione di e donne inchiodati agli schermi dei cal- simili a quelle in cui ci siamo imbattuti
be altri servizi e altre opportunità. La Molto è già stato detto e scritto sui tore sono descritti da Nicholas P. Negro- «tribù» elettroniche al di là delle distan- colatori perdono ciò che hanno di uma- durante l'era agricola e l'era industriale.
telediagnosi e forse, un giorno, anche gli calcolatori e l'istruzione, ma i metodi più ponte (si veda l'articolo Prodotti e servizi ze geografiche. no, restando prigionieri di un crudele e La natura avventurosa dello spirito uma-
interventi a distanza porteranno specia- efficaci per sfruttare i calcolatori nel set- per le reti informatiche a pagina 58). Essendo capaci di manipolare imma- solitario isolamento. Per me si tratta di no non può accettare l'alternativa di
listi lontani migliaia di chilometri accan- tore dell'apprendimento non sono stati Il mercato dell'informazione non si li- gini video, suoni e testi, i calcolatori ci timori infondati: nessuno è tanto sciocco chiudere la porta al progresso tecnico
to ai pazienti che ne hanno bisogno. Si ancora scoperti. Come sottolinea Alan miterà a potenziare certi particolari set- consentiranno di esplorare nuove pro- o privo di istinto di conservazione e di per evitare i problemi sociali.
avrà finalmente il collegamento, da tem- C. Kay, i calcolatori non sono una bac- tori dell'economia: benefici ancora mag- spettive. Il confine tra esperienze virtua- autocontrollo da cedere la propria uma-
po promesso, tra casa e posto di lavoro. chetta magica per migliorare la scuola. giori deriveranno dal collegamento tra li e reali diverrà ancora più indistinto. Se nità agli strumenti.
Oltre a concedere a molti la comodità di Se vengono usate per aiutare gli studenti aree dell'economia finora separate. Si anche un vecchio insipido film può ispi- Le infrastrutture informatiche si evol-
lavorare a casa propria, la rete offrireb- a imparare a memoria, le macchine sono consideri per esempio l'evoluzione pro- rare in uno spettatore passivo profonde veranno dapprima nelle nazioni indu-
be anche nuove possibilità di carriera ai ben poco utili (si veda l'articolo Calco- babile della televisione ad alta definizio- emozioni, che cosa ci potranno ispirare strializzate, che ne hanno bisogno e che
genitori di bambini piccoli e ai minorati latori, reti e istruzione a pagina 94). Con- ne. Quando l'infrastruttura dell'infor- i film interattivi e multisensoriali di possono permettersele. Come i tradizio- BIBLIOGRAFIA
fisici costretti a restare in casa. sentendo agli studenti di interagire con mazione sarà una realtà, tutti gli ardui domani? nali sistemi stradale ed elettrico, que-
Poiché l'infrastruttura effettua con ricche risorse intellettuali, tra cui inse- problemi relativi a come si svilupperà e Per quanto profonda sia l'influenza di ste infrastrutture informatiche saranno The National Challenge in Computer
tanta rapidità la trasmissione e l'elabo- gnanti, biblioteche e musei lontani, l'in- a chi controllerà l'alta definizione svani- questi strumenti, vi sono ovvi limiti alla strettamente innervate nel tessuto di un Science and Technology, Washington,
razione dell'informazione, è probabile frastruttura può però diventare un po- ranno. Ci basterà posizionare le flessibili loro capacità di modificare la nostra vita: paese e sarà difficile copiarle o imitarle D.C., Computer Science and Telecom-
che i servizi che più di tutti miglioreran- tente alleato nel settore dell'istruzione. leve della trasmissione per fare dell'alta una realtà virtuale anche ricchissima non altrove. E, al pari di quelle prime infra- munications Board, 1988.
no la propria efficienza grazie all'infra- In certi casi si scoprono metodi che definizione una realtà che colleghi ogni potrà mai sostituirsi a bisogni reali. Né i strutture, apporteranno ai loro costrut- LUCKY ROBERT W., Silicon Dreams:
struttura siano quelli basati solo sull'in- sembrano efficaci. Al Massachusetts In- casa e ogni ufficio a ogni emittente e a calcolatori e le reti potranno accrescere tori alcuni vantaggi economici esclusivi. Information, Man, and Machine, St.
formazione. Ottenere consigli su uno stitute of Technology gli studenti che ogni servizio di noleggio video presente la capacità umana di assorbire informa- Quando si saranno installate diverse Martin's Press, 1989.
specifico problema legale, finanziario o partecipano al Progetto Athena impara- sul mercato dell'informazione. Istruzio- zioni, o il numero delle persone con cui infrastrutture nazionali dell'informazio- DERTOUZOS MICHAEL L., Building the
medico potrebbe diventare un'impresa no il francese grazie all'esperienza simu- ni per l'uso interattive, visite virtuali ai un individuo può interagire o la qualità ne vari paesi le collegheranno, come Information Marketplace in «Techno-
facile e poco costosa. Chi volesse andare lata di affittare un appartamento a Pari- musei o sessioni di simulazione potreb- dei rapporti umani. hanno fatto in passato per le reti elettri- logy Review», pp. 29-40, gennaio 1991.
in vacanza potrebbe, prima di compera- gi. L'immagine cinematografica ad alta bero sfruttare la ricchezza visiva della L'infrastruttura informatica produrrà che, aeree e telefoniche. Ne risulterà CHAMPINE GEORGE A., MIT Project
re i biglietti, esaminare un'isola virtuale definizione di un francese pone doman- TV ad alta definizione, avvantaggiando anche nuovi problemi per la società. Chi un'infrastruttura globale, che aiuterà i Athena: A Model for Distributed Cam-
standosene a casa propria. Ricerche sul- de cui gli studenti debbono rispondere. i fornitori e i molti servizi che la useran- sarà responsabile dei disservizi della popoli del pianeta a comprare e a ven- pus Computing, Digital Press, 1991.
24 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 25
Reti spondenza e sulla scelta dell'inglese co- scun calcolatore immette le informazio- tore fornisce un servizio al quale può ac-
me lingua comune. ni in un unico canale ad alta capacità cedere come «cliente» un altro calcola-
Un protocollo informatico di comuni- messo a disposizione di altri utenti. Le tore. Uno, o più, calcolatori, per esem-
cazione è composto da una serie di con- informazioni provenienti da ciascun cal- pio, potrebbe essere dedicato all'imma-
venzioni che determina come verranno colatore vengono etichettate in modo ta- gazzinamento di archivi di dati, dei quali
scambiate le informazioni digitali tra le che la rete possa farle giungere alla fornirebbe copia, su richiesta, alle altre
Per far fronte al crescente traffico di megabit, conseguente alla diffusione programmi. Le convenzioni possono di- loro destinazione; idealmente una rete macchine connesse in rete. Un altro
ventare molto complesse e quindi con- può inviare informazioni a tutti gli utenti gruppo di calcolatori potrebbe essere de-
di un'ampia varietà di programmi applicativi, le reti che collegano tra loro viene organizzarle gerarchicamente po- (broadcast), a un sottoinsieme di essi dicato a fornire servizi di stampa laser.
nendo gli accordi di base a livelli più bas- (multicast) o a un unico destinatario. Più in generale, un certo numero di cal-
più utenti dovranno poter contare su tecnologie sempre più sofisticate si e quelli rivolti a scopi speciali a livelli Tali molteplici interazioni informati- colatori potrebbe consentire l'accesso a
superiori. che vengono spesso definite con l'espres- grandi volumi di informazioni organizza-
Una volta scelti un linguaggio e una sione «elaborazione distribuita», un ter- te in basi di dati disponibili in linea.
serie di convenzioni, occorre minimizza- mine che copre un gran numero di appli- La comunicazione autonoma tra pro-
re il numero di interfacce necessarie per cazioni e protocolli. Un noto concetto grammi viene oggi studiata in forma an-
collegare un calcolatore alla rete. Il si- dell'elaborazione distribuita è quello di che più generale e ci si riferisce a essa
di Vinton G. Cerf stema più efficace è il multiplexing: cia- modello client-server, in cui un calcola- con il termine di knowledge robot (robot
na ragnatela di vetro avvolge il del servizio, per esempio velocità, accu-
globo e scintille di luce si rin- ratezza e sicurezza? E il sistema, come 1,91 C01S11TuTion DAT i NORIA
mUacchinec eo rproenrsoo sneen.z aL pao nsoa sctorlal eèg al'nedtào eles edgoumiraàn dqeu ecshtee odgegcii sailoimnie?n Staonnoo l aq uriecsetre- , 13,,3911 «10N1O1C1P1I(NNDINEEN 5C5E0 5D AT COLADUrSICTRAobtiA VOLU2M E4 C UORR •E N1T0 I1N2IE IEO 1•20 252.
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biare e creare conoscenza. ancor più complesse dal diverso tipo di
Col crescere della varietà e della sofi- supporto comunicativo che le varie ap-
sticazione dei calcolatori è aumentata plicazioni possono richiedere; si può in-
anche la domanda di reti che trasferisca- fatti immaginare che un numero ignoto
no l'informazione. I percorsi devono tra- e arbitrario di programmi giri su un nu-
sportare dati scientifici e tecnologici e mero altrettanto arbitrario di calcolatori
fornire collegamenti per motivi che van- che possono aver bisogno di comunicare
no dagli svaghi all'esecuzione di com- tra loro in momenti indeterminati. Per 13:4
plessi modelli computazionali. I sistemi soddisfare queste esigenze la tecnologia
devono essere in grado di sostenere ve- delle reti deve individuare un sistema
locità di trasmissione variabili da pochi che faciliti lo scambio contemporaneo di somestir num *MIMI
caratteri per secondo a miliardi di carat- informazioni tra molti calcolatori diver-
teri per secondo, un intervallo che va si. In effetti, la necessità di sostituire al NEN
dall'input da tastiera alle immagini di semplice accesso interattivo a un calco- 1!)44-T
diffrazione dei raggi X e alle simulazioni latore il compito più complesso dell'in-
atmosferiche animate su supercalcolato- terazione tra macchine ha profonda-
re. I programmi polifunzionali possono mente influenzato lo sviluppo della tec- .IM0"IL.4V,A4M22t122.1
inoltre aver bisogno di comunicare con nologia delle reti informatiche.
programmi simili: per esempio un utente Un prerequisito per il successo di AveNNT•54tor
che impieghi un elaboratore di testi, un qualsiasi forma di comunicazione è la 0MS1VVVOO0SI2INN.2VIV~iR2IsR4, 62i ,,2
foglio elettronico e un programma di scelta di un linguaggio comune. Nelle re-
grafica può volere istituire un collega- ti informatiche è essenziale che i pro- swAS - INTERNATIONAL 7/12 1141111
mento per lavorare con un altro utente grammi responsabili della comunicazio-
che utilizzi programmi analoghi in una ne condividano sia le convenzioni per REL 25 Au5TTXORO7T
AA RA
diversa località. rappresentare le informazioni in forma
Che cosa occorre per sostenere il cre- digitale sia le procedure per il coordina-
scente traffico di megabyte? Quali strut- mento dei percorsi di comunicazione.
ture sono già disponibili e quali vanno Come per le loro controparti umane è
costruite? Come modificare l'infrastrut- determinante che, comunicando, i cal-
tura esistente, ovvero la serie di prodot- colatori possano contare su un comune
ti, servizi e funzioni che sta dietro a tutti terreno d'interazione; continuando nel-
gli aspetti dei collegamenti in rete? Co- l'analogia, alcune persone potrebbero 091 IO 1111130 30140115T,CONINIT)
me possono compiere gli utenti scelte per esempio accordarsi sull'impiego del
adeguate per ciò che riguarda la qualità servizio postale per scambiarsi la corri-
Il centro di controllo di una rete della AT&T nell'area di Filadelfia gestisce un intenso
traffico di comunicazioni di differente tipo. Per far fronte alla crescente informatizzazione,
saranno necessari significativi miglioramenti tecnologici. La diffusione dei calcolatori in
campo commerciale e professionale, i sempre più numerosi servizi per il consumatore e i
nuovi mezzi di comunicazione impegnati nel settore ricreativo renderanno necessari molti
cambiamenti. Il sistema dovrà essere in grado di gestire differenti tipi di comunicazioni
che utilizzano velocità di trasmissione variabili dalle centinaia ai miliardi di bit al secondo
e a cui corrispondono esigenze diverse tanto in fatto di accuratezza quanto di affidabilità.
26 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991
o gruppi di dati, prodotti dal calcolatore commutatori possono essere costretti a Livelli di comunicazione
sono fatti precedere da intestazioni con- eliminare i pacchetti non archiviabili o
tenenti informazioni sul percorso che non inviabili. Il riconoscimento e la pre-
APPLICATIVO Vengono scambiate informazioni dettagliate sui dati
identificano il calcolatore sorgente (o venzione di questi ingorghi sono due
mittente) e quello di destinazione; sva- aree importanti della ricerca sulla com-
riati piccoli calcolatori, i commutatori di mutazione di pacchetto. DI PRESENTAZIONE Convenzioni per la rappresentazione dei dati
pacchetto, vengono collegati per costi- Per evitare arrivi disordinati, alcuni si-
tuire una rete: ciascuno di essi esamina stemi a commutazione di pacchetto of-
ogni intestazione e decide dove inviare il frono una funzione di creazione e gestio- DI SESSIONE Gestione dei collegamenti tra programmi
pacchetto per avvicinarlo alla destina- ne di circuiti virtuali. In questo sistema
zione finale. Mentre i sistemi a commu- la rete sembra fornire un circuito dedi- DI TRASPORTO Consegna (affidabile o meno) di sequenze di pacchetti
tazione di circuito quando non possono cato per inviare le informazioni da un
accettare altro traffico si rifiutano di calcolatore all'altro: in realtà, tale circui-
creare nuovi circuiti, i sistemi a commu- to è virtuale e consegna i pacchetti in DI RETE Formato dei singoli pacchetti di dati
tazione di pacchetto reagiscono solo fa- ordine, ma con ritardi variabili. In gene-
cendo variare i ritardi di trasmissione re, i percorsi seguiti dal traffico sono fissi DI COLLEGAMENTO Accesso al mezzo di trasmissione e suo controllo
causati dalla temporanea registrazione e e cambiano soltanto se si verifica un er-
dal successivo invio dei pacchetti. rore. Se il traffico su ciascun circuito
I sistemi a commutazione di pacchetto virtuale è variabile (se cioè i pacchetti FISICO Mezzo di trasmissione (elettronico, ottico o altro)
presentano un altro vantaggio. Nei siste- sono inviati «a raffiche» successive dal
mi a commutazione di circuito i calcola- calcolatore sorgente), la scelta di un per-
tori che inviano e ricevono le informa- corso che minimizzi gli ingorghi può rap-
zioni devono in genere essere in grado di presentare una sfida. Uno standard in- dicembre 1987). Il sistema, chiamato Prima di inviare messaggi, qualsiasi
scambiare i dati alla stessa velocità, per ternazionale per la commutazione di Ethernet, è tuttora in uso; si tratta di una trasmettitore su Ethernet ascolta: se in-
esempio da 9600 a 64 000 bit al secondo. pacchetto per circuiti virtuali è stato rete in cui, attraverso un cavo coassiale dividua un'altra trasmissione si arresta e
Nei sistemi a commutazione di pacchet- codificato dal Consultative Committee e per distanze massime di un paio di chi- aspetta un intervallo di tempo casuale
to, invece, il calcolatore sorgente po- for International Telephony and Tele- lometri, vengono trasmessi segnali che prima di riprovare. Questo metodo di
trebbe essere in grado di trasmettere a graphy (CCITT), una emanazione del- sono «captati» da tutti i riceventi. Pro- condivisione del canale è detto CSMA
velocità molto alte, per esempio 10 mi- la International Telecommunications U- gettata inizialmente per velocità di tre (da carrier-sense multiple access). Il pro-
lioni di bit al secondo, anche quando il nion (ITU), organizzazione affiliata alle milioni di bit al secondo, Ethernet arriva getto Ethernet, intelligentemente, com-
ricevente è in grado di accettare solo ve- Nazioni Unite istituita con un trattato nelle realizzazioni odierne a 10 milioni prende una verifica dell'esistenza di tra-
locità basse, come 1200 bit al secondo. internazionale. di bit al secondo, impiegando 100 nano- smissioni concorrenti durante la trasmis-
La capacità dei sistemi a commutazione
secondi per inviare ciascun bit. I segnali sione (collisione), di modo che se questo
di pacchetto di adattare automaticamen- no dei primi sistemi a commutazio- elettrici si propagano sul cavo coassiale evento si verifica all'inizio dell'invio fa
te la velocità di trasmissione consente U ne di pacchetto è stato ARPANET, a una velocità che è circa metà di quella arrestare tutti i trasmettitori in collisione
Una rete su larga scala (WAN) trasferisce i dati da un calcolatore all'altro attraverso la comunicazione tra tipi diversi di cal- sviluppato nel 1969 per conto della US della luce, ovvero 150 000 chilometri al per un periodo di tempo casuale, mini-
collegamenti ad alta velocità. (La rete è chiamata dagli informatici cloud per la sua ca- colatore, per esempio tra supercalcola- Defense Advanced Research Project secondo: di conseguenza un bit può pro- mizzando l'effetto deleterio delle tra-
ratteristica configurazione a nube.) I pacchetti di informazioni provenienti da diversi tori e calcolatori personali. Naturalmen- Agency (DARPA). Questo sistema im- pagarsi attraverso una rete di 1,5 chilo- smissioni simultanee. Se la portata mas-
programmi che funzionano sullo stesso calcolatore possono essere inviati su uno stesso te quando due calcolatori molto diversi piegava minicalcolatori come commuta- metri in 10 milionesimi di secondo. sima di una rete Ethernet viene manie-
canale utilizzando la tecnologia multiplex. Inoltre la rete può trasmettere contemporanea- comunicano, quello più veloce deve ade- tori di pacchetto e linee telefoniche de-
mente lo stesso messaggio a parecchi indirizzi diversi, un processo noto come multicasting. guare la propria velocità media di tra- dicate da 50 chilobit al secondo per col-
smissione a quello più lento. legarli. Progetti analoghi vennero intra-
Inoltre, dato che i commutatori di presi anche in altre nazioni, in particola-
pacchetto sono calcolatori programma- re nel Regno Unito (National Physical
bili, possono capire quando i canali che Laboratory) e in Francia (Institut Natio-
della conoscenza) o, più sinteticamente, funzionare a velocità vicine ai 45 milioni li collegano sono caduti e scegliere per- nal Recherche d'Informatique et d'Au-
di Knowbot (un marchio registrato della di bit al secondo, ma il costo di questo corsi alternativi per far proseguire il traf- tomatique). Da allora sono state realiz-
Corporation for National Research Ini- tipo di sistema deve essere giustificato fico di pacchetto senza disturbare il cal- zate molte altre reti a commutazione di
tiatives). I Knowbot - in sostanza pro- dalla necessità pressoché continua di tra- colatore sorgente e quello di destinazio- pacchetto pubbliche e private, che in ge-
grammi che passano da una macchina smettere dati tra le macchine. I sistemi a ne. Un commutatore di circuito può ri- nere funzionano impiegando canali a
all'altra, magari clonandosi da soli - ge- commutazione di circuito presentano un conoscere problemi simili, ma la loro so- 56 000, 64 000 o 1,5-2 milioni di bit al
stiscono l'elaborazione parallela in luo- grave svantaggio: spesso non si dimo- luzione richiede una completa ricostru- secondo.
ghi diversi e colloquiano tra di loro, con strano soddisfacenti per applicazioni in zione del circuito. Parallelamente alla ricerca su ARPA-
i vari calcolatori ausiliari della rete e con cui più programmi in corso di esecuzione Sebbene i sistemi a commutazione NET, la DARPA ha studiato anche me-
gli utenti. In futuro gran parte delle co- su una stessa macchina debbano comu- di pacchetto possano provvedere alla todi a commutazione di pacchetto per
municazioni via calcolatore potrebbe av- nicare con programmi che girano su comunicazione tra processi funzionanti sistemi radio mobili e per sistemi basati
venire attraverso le interazioni di Know- macchine diverse. In questi casi sarebbe contemporaneamente in calcolatori di- su satellite sincrono. ARPANET e il suo
bot spediti a eseguire ordini in un am- necessario riconfigurare di volta in volta versi, anch'essi non sono esenti da pro- corrispondente basato su satelliti sono
biente globale di elaborazione in rete e il sistema di commutazione da un calco- blemi. In alcuni sistemi i pacchetti pos- stati tra i primi esempi di reti su larga
di risorse informative. latore all'altro, un processo che richiede sono essere distribuiti su più percorsi e scala (WAN, da wide-area network).
un'eccessiva quantità di tempo. Rispetto arrivare in un ordine diverso rispetto a I sistemi a commutazione di pacchetto
Tn ogni tipo di rete multiplex esistono ai pochi milionesimi di secondo necessa- quello d'invio. Il calcolatore ricevente vengono impiegati su svariati mezzi di
due modi per trasmettere informazio- ri a una macchina per portare a termine deve assicurarsi che i pacchetti siano or- trasmissione, tra cui reti locali, reti ur-
ni: la commutazione di circuito e la com- un calcolo, creare e disattivare circuiti dinati nuovamente nella sequenza origi- bane, reti digitali per servizi integrati
mutazione di pacchetto. La prima tecni- può richiedere centinaia di millisecondi nale (in alcuni sistemi questo servizio è (ISDN, da integrated-services digital net-
ca, più nota dato che viene impiegata per o più, un tempo sufficiente a eseguire fornito dal commutatore ricevente). Un work) e reti ad altissima velocità dell'or-
collegare tra loro i telefoni, può avere migliaia di elaborazioni. arrivo disordinato può verificarsi anche dine del gigabit al secondo. Una delle
senso ogni volta che due calcolatori de- La commutazione di pacchetto non quando un pacchetto viene ritrasmesso prime reti locali a impiegare la commu-
vono restare collegati a lungo per trasfe- presenta questo svantaggio: è infatti perché è stato scoperto un errore. tazione di pacchetto è stata sviluppata Reti senza cavi permetteranno a stazioni di lavoro mobili di comunicare con la rete globale.
rire grandi volumi di informazioni. La espressamente progettata per impiegare Un altro problema è quello degli in- all'inizio degli anni settanta dal Xerox L'autista qui fotografato impiega un sistema basato su satellite realizzato dalla Qualcomm,
sua velocità va in genere da alcune cen- la rapida comunicazione multiprocesso gorghi. Il flusso di pacchetti può infatti Palo Alto Research Center (si veda l'ar- Inc., di San Diego in California. Il sistema consente comunicazioni immediate tra il con-
tinaia ad alcuni milioni di bit al secondo. che si trova comunemente negli ambien- saturare la capacità di registrazione e ticolo Reti per l'elaborazione avanzata di ducente e il centro di controllo della ditta anche durante le tratte transcontinentali, per-
I circuiti dati non commutati possono ti di elaborazione distribuita. I pacchetti, rinvio dei commutatori. Se ciò accade, i Robert E. Kahn in «Le Scienze» n. 232, mettendo così il ritiro di carichi imprevisti e riducendo i chilometri percorsi a vuoto.

28 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 29
nuta sotto il chilometro e mezzo, le tra- arrivano a 600 milioni di bit al secondo, sistemi viene commercializzato dalla Ul-
smissioni concorrenti sono individuate il servizio potrà rivelarsi molto interes- tra Network Technologies allo scopo di
rapidamente e non consumano che una sante per le reti urbane. collegare tra loro i supercalcolatori.
piccola parte della capacità di trasmissio- Un'altra nuova tecnologia di rete è Negli ultimi anni le tecnologie basate
ne della rete. Una rete di dimensioni più detta frame relay ed è simile al sistema sulle fibre sono uscite dai laboratori e
grandi, tuttavia, risentirebbe del mag- a circuito virtuale, tranne per il fatto che hanno fatto per la prima volta la loro
gior numero di collisioni. i circuiti virtuali vengono determinati comparsa in installazioni sperimentali su
Uno sviluppo avvenuto parallelamen- quando gli utenti si collegano al sistema. larga scala. Queste tecnologie di trasmis-
te a Ethernet si basava sull'idea di un Quando i pacchetti passano da commu-
anello di calcolatori in cui una breve se- tatore a commutatore, non viene effet-
rie di bit (token) passa da una macchina tuato alcun controllo di errore; esiste so-
all'altra, come una sorta di «testimone» lo un controllo degli errori fra le due
in una corsa a staffetta: il calcolatore che estremità (sorgente e ricevitore) con
riceve il testimone è libero di trasmettere eventuale ritrasmissione, riducendo così
uno o più pacchetti, mentre gli altri cal- il ritardo attraverso la rete. Le reti frame
colatori devono attendere di riceverlo a relay, che dovrebbero funzionare nella
loro volta prima di trasmettere. Questi gamma da 64 000 a 45 milioni di bit al
sistemi, detti token ring, possono anche secondo, possono venire impiegate in re-
trasmettere messaggi a tutti gli utenti o ti locali, urbane o WAN.
a un sottoinsieme di essi, e in genere Negli ultimi 15 anni le società telefo-
lavorano a velocità variabili dai quattro niche hanno sviluppato una tecnologia
ai 16 milioni di bit al secondo. di comunicazione digitale su larga scala,
Recentemente sono state sviluppate la già menzionata ISDN, che permette-
tecnologie a pacchetti che utilizzano la rebbe la trasmissione in forma digitale
trasmissione su fibre ottiche. Esse fun- tanto della voce quanto dei dati, grazie
zionano a velocità più elevate e appaio- a una rete commutata digitale interna-
no più adatte alle grandi reti per aree zionale. ISDN offre due tipi di accesso
urbane. Un esempio è la FDDI (da fiber al mezzo di trasmissione digitale. Il pri-
distributed data interface) che lavora a mo, detto interfaccia a velocità di base
100 milioni di bit al secondo e impiega (BRI, basic rate interface) fornisce all'u-
una tecnica analoga a quella del token tente due canali portanti, che funziona-
ring per suddividere la capacità di tra- no a 64 000 bit al secondo ciascuno, e un
smissione della fibra. Il sistema è orga- canale dati e di segnalazione che funzio-
La commutazione di circuito crea un percorso nella rete che colle- reti telefoniche, la trasmissione dei dati risulta semplice, ma a nizzato in un doppio anello: se si guasta na a 16 000 bit al secondo; il canale dati
ga i due calcolatori fra cui deve viaggiare il flusso di dati. Con que- prezzo di una scarsa efficienza: la creazione del collegamento ri- una sezione, il collegamento completo viene impiegato per segnalare alla rete
sta tecnologia, basata sui metodi precedentemente sviluppati per le chiede in genere molto più tempo della trasmissione del messaggio. può essere rapidamente ripristinato. I si- dove collegare ciascuno dei canali por-
stemi token ring possono venire utilizza- tanti. Il secondo è detto interfaccia a ve-
ti su distanze maggiori rispetto alle reti locità primaria (PRI, primary rate inter-
Ethernet; tuttavia il prezzo da pagare è face) e funziona a una velocità di 1,5-2
un maggiore ritardo nell'accesso all'a- milioni di bit al secondo, fornendo da 23
nello. Occorre inoltre prestare attenzio- a 30 canali portanti.
ne a non introdurre nell'anello più di un Sfortunatamente il servizio non è sta-
token per volta, sebbene alcune varianti to impiegato su larga scala, né se ne è
permettano che ne circoli più d'uno. avuta una grande richiesta; una ragione
Una tecnologia ancora più recente ba- per questa fredda accoglienza sta forse
sata sulle fibre è la DQDB (da distri- nel fatto che è stato possibile impiegare
buted queue dual bus), che permette di la rete telefonica esistente per trasporta-
realizzare reti dell'estensione di decine re comunicazioni di dati a velocità che
di chilometri o più. I nodi sono collegati arrivano a 19 200 bit al secondo impie-
a due fibre diverse, una per ogni direzio- gando un modem (dispositivo modulato-
ne. Alle estremità di ciascuna fibra un re-demodulatore). Il modem trasforma
nodo speciale invia pacchetti vuoti; il segnali binari digitali in segnali sonori
primo nodo che deve inviare un pacchet- modulati che possono propagarsi ovun-
to di dati riempie il pacchetto vuoto e lo que sulla rete telefonica. Fra 19 200 e
spedisce. Più in generale, quando un no- 64 000 bit al secondo c'è una differenza
do deve inviare dati a un altro nodo, spe- di velocità di trasmissione pari a circa un
disce un indicatore di richiesta sui pac- fattore tre, evidentemente insufficiente
chetti che scorrono in entrambe le dire- per superare la barriera costituita dal co-
zioni. I nodi a monte vengono così a sa- sto delle attrezzature necessarie per l'in-
pere che un nodo a valle deve inviare un terfacciamento con la rete ISDN.
pacchetto. A mano a mano che appaio- Interessanti prospettive sono aperte
no pacchetti vuoti, ciascun nodo a monte dalle reti in grado di funzionare a velo-
consente loro di propagarsi a valle verso cità dell'ordine dei gigabit; per raggiun-
il nodo che ha richiesto di trasmettere gere queste prestazioni le reti oggi in fase
dati. Ciascun nodo è quindi in grado di di sviluppo prevedono connessioni pa-
seguire la coda di pacchetti in attesa di rallele tra i calcolatori. Per esempio, se Il doppio anello (in alto) della rete FDDI
trasmissione a valle. un singolo cavo portasse 16 milioni di bit (fiber distributed data interface) aiuta a sal-
La tecnologia DQDB, sviluppata nel- al secondo (e oggi sono disponibili cavi vaguardare i collegamenti dai guasti. Se
la seconda metà degli anni ottanta presso che portano da 10 a 20 milioni di bit al una delle fibre ottiche si guasta (al cen-
la University of Western Australia, è og- secondo), un «nastro» formato da 64 ca- tro) oppure se un nodo della rete cessa di
gi sperimentata su scala locale negli Stati vi potrebbe sostenere una velocità effet- funzionare (in basso), i nodi adiacenti pos-
e la destinazione del pacchetto, sicché non è necessario stabilire
La commutazione di pacchetto riduce il tempo di trasmissione dei Uniti e da società telefoniche altrove. tiva di trasferimento dei dati pari a un sono prontamente riconfigurare il sistema
dati assegnando dei codici (indicati dai diversi colori) a ciascun alcun collegamento fra i due utenti. Pacchetti provenienti da diver- Previsto per funzionare a velocità che miliardo di bit al secondo. Uno di questi e ripristinarne il regolare funzionamento.
pacchetto di dati inviato sulla rete. I codici identificano la sorgente si calcolatori possono così utilizzare gli stessi collegamenti di rete.
LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 31
30 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991
lometri di diametro, può gestire solo 59 In quasi tutto ciò che si è detto fino a
collegamenti per volta. Alcune decine di ora, l'attenzione è stata concentrata
modem cellulari potrebbero facilmente sui primi tre livelli di protocollo: fisico,
bloccare le chiamate di quasi tutti gli altri di collegamento e di rete. Passiamo ora
utenti. ai livelli più alti, e direttamente all'im-
In terzo luogo, anche nelle migliori portante concetto di collegamento in re-
circostanze, le frequenze assegnate alla te di più reti, un procedimento detto in-
rete telefonica cellulare possono fornire terconnessione di reti.
velocità di trasmissione di dati non supe- Questa possibilità è stata affrontata
CALCOLATORE
DI ACCESSO riori ai 100 000 bit al secondo, insuffi- agli inizi degli anni settanta dalla DAR-
cienti per molte potenziali applicazioni PA, interessata a collegare tra loro di-
mobili. Una integrazione senza fili delle versi tipi di reti a pacchetti in modo che
reti globali esistenti e future richiederà i calcolatori che le impiegavano potesse-
una nuova tecnologia, massicci investi- ro comunicare senza preoccuparsi di
menti di capitale e modifiche alle norme quali e quante fossero le reti attraverso
vigenti allo scopo di poter individuare cui avvenivano i collegamenti. Vennero
nello spettro elettromagnetico spazi suf- sviluppati particolari processori di acces-
ficienti per la trasmissione di dati. so (gateway) per collegare due o più reti
Per quanto non appaia immediata- e per trasferire il traffico di pacchetti da
mente, le tecnologie descritte possono una rete all'altra; sempre a questi pro-
venire organizzate in una gerarchia di cessori spettava la gestione delle diffe-
livelli. Una simile prospettiva concettua- renze tra le reti, per esempio quelle di
le è utile per progettare nuove tecnolo- velocità, di lunghezza massima dei pac-
ir! gie informatiche per le comunicazioni. chetti e di frequenza degli errori.
Dato che qualsiasi sistema di comunica- Una interconnessione di reti dà a cia-
zione informatico si basa su protocolli scuno dei suoi utenti un indirizzo e defi-
propri, non sorprende che la struttura nisce un formato standard di pacchetto.
concettuale sia una gerarchia di proto- Per inviare informazioni un calcolatore
colli. Procedendo dal basso verso l'alto i crea pacchetti includendo gli indirizzi del
livelli sono definiti fisico, di collegamen- mittente e del destinatario e confeziona
to, di rete, di trasporto, di sessione, di tali pacchetti nel formato richiesto dalla
presentazione e di applicazione. rete a cui ha accesso diretto. Quindi li
Il livello fisico ha a che fare con il mez- instrada al gateway o al calcolatore cen-
zo reale di trasmissione, radio od ottica trale (host) appropriati; questa serie di
e con il modo in cui i bit vengono rap- operazioni viene ripetuta sino a quando
presentati su tale mezzo. Il livello di col- i pacchetti non raggiungono la destina-
legamento definisce la strutturazione in zione finale.
blocchi delle sequenze di bit. Il livello di Molti dei problemi che sorgono nelle
rete è legato alla comunicazione di pac- reti normali si presentano anche nelle
chetto ed è tipicamente il più basso a cui interconnessioni di reti. I gateway richie-
i programmi per il calcolatore possono dono algoritmi di instradamento per po-
comunicare. ter determinare la topologia delle parti
Il livello di trasporto è il primo in cui rilevanti dell'interconnessione di reti e
vengono gestiti il flusso da un'estremità decidere dove vanno inviati i pacchetti
all'altra e il controllo del traffico. Alcune in transito; bisogna poi far fronte ai cam-
applicazioni richiedono che i dati venga- biamenti causati nella topologia da pro-
no forniti in sequenza, con grande fedel- blemi sulla rete o da guasti ai gateway.
tà; per altre è sufficiente che vengano Come nel caso delle reti di livello più
forniti rapidamente, anche se questo basso, il controllo del flusso e degli in-
comporta la perdita di alcune informa- gorghi nel traffico rappresenta una inte-
zioni. I pacchetti video o audio, per ressante sfida.
Internet è una rete di reti. Ogni rete sussi- SONET permette di combinare o estrar- mo. Con BISDN sarà possibile realizza- rete telefonica cellulare, con calcolatori esempio, possono essere utilizzati se i I continui progressi nella tecnologia
diaria si adegua a una serie minima di pro- re flussi di dati con diverse velocità di re una rete comune per tutti i servizi di su autoveicoli, navi o da portare in vali- ritardi sono minimi e l'intervallo di arri- delle telecomunicazioni dovranno anche
tocolli comuni che consentono ai dati di pas- trasmissione senza prima dover suddivi- informazione e comunicazione, invece getta che potranno mantenere collega- vo tra i diversi pacchetti è breve: la per- riuscire a stabilire come l'architettura di
sare in maniera trasparente tra i calcolatori dere ciascun flusso nelle sue singole di reti diverse per servizi diversi: voce, menti e inviare e ricevere dati ovunque dita di un pacchetto potrebbe causare un interconnessione tra reti sviluppata negli
collegati a Internet anche se le varie reti componenti. dati e video. Già parecchi prototipi spe- vadano; la tecnologia cellulare attuale, breve vuoto, ma se questi episodi non ultimi 15 anni debba venire modificata
impiegano differenti formati di dati, velo- Complementare a questa nuova tec- rimentali sponsorizzati dalla DARPA e tuttavia, non è adatta alla trasmissione sono frequenti gli ascoltatori e gli spet- per adattarsi alle emergenti tecnologie
cità di trasmissione o algoritmi di instrada- nologia di trasmissione è la modalità dalla National Science Foundation per- di dati. tatori in genere non si accorgono nem- degli anni novanta, quali ATM, BISDN
mento a basso livello. (Queste differenze so- di trasferimento asincrona (ATM da mettono di valutare applicazioni e archi- Innanzitutto, i telefoni cellulari si ba- meno del problema. D'altro canto un ar- e SONET, che prevedono velocità del-
no qui rappresentate schematicamente dal- asynchronous transfer mode), in grado tetture per realizzare reti dell'ordine dei sano su tecnologie di tipo analogico e chivio che contenga un programma per l'ordine dei gigabit. DARPA e National
la diversità di forma dei pacchetti di dati.) di commutare brevi pacchetti, chiamati gigabit su larga scala. impiegarli per inviare dati digitali sareb- calcolatore deve arrivare intatto ed è Science Foundation sponsorizzano at-
cellule, a ritmi estremamente veloci; le Oltre che agli sviluppi nelle reti ad alta be inefficiente. Le informazioni digitali fondamentale che le informazioni risul- tualmente un importante programma
cellule, che contengono fino a 48 byte di velocità, i ricercatori lavorano oggi a reti dovrebbero venire convertite in forma tino accurate e nel giusto ordine. che affronta questo problema studiando
dati e cinque byte di informazioni di in- digitali senza fili che permetteranno di analogica per la trasmissione senza fili, I livelli superiori a quello di trasporto le applicazioni che richiedono collega-
dirizzo e controllo, possono trasportare integrare nella rete globale anche stazio- proprio come gli attuali calcolatori che sono più vicini alle applicazioni e spesso menti in rete con velocità altissime. Ope-
sione e commutazione sono progettate voce digitalizzata, dati e addirittura se- ni di lavoro mobili. Reti locali senza fili impiegano i modem per inviare dati sulle riflettono le loro esigenze. Le associazio- razioni come la realizzazione di imma-
per funzionare a velocità superiori al mi- gnali video digitalizzati. in grado di trasmettere 10 megabit al se- linee telefoniche normali. ni tra programmi in comunicazione tra gini per mezzo di simulazioni su super-
liardo di bit al secondo. Per ciò che ri- Concepiti come parte di un sistema condo all'interno di una stanza o di un In secondo luogo, le reti cellulari esi- loro vengono invece determinate a livel- calcolatore («visualizzazione»), l'elabo-
guarda la trasmissione, la rete ottica sin- ISDN a larga banda (BISDN), i commu- edificio sono già disponibili, ed esistono stenti, già oggi incapaci di gestire tutto il lo di presentazione. Il livello di gestione razione distribuita su più supercalcola-
crona (SONET da synchronous optical tatori ATM e le tecnologie di trasmis- sistemi sperimentali che offrono ampiez- carico di chiamate richiesto dai loro comprende tutti gli altri, dato che coin- tori e la generazione di immagini in cam-
network) sopporta una gerarchia di ve- sione su fibra ottica SONET potranno ze di banda molto superiori. utenti, non potrebbero sopportare altro volge tutti gli aspetti del collegamento po medico e geofisico vengono tutte im-
locità di trasmissione variabili da 51 a diventare nel ventunesimo secolo quello La componente senza fili della rete traffico di dati. Una singola «cellula» te- in rete dal livello più basso a quello più piegate per mettere alla prova progetti
2400 milioni di bit al secondo. Il sistema che la rete telefonica è stata nel ventesi- globale avrà qualche somiglianza con la lefonica, che copre un'area di diversi chi- alto. di protocollo, architetture alternative e

32 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 33
della gerarchia di protocollo. Al livello ve pubblica conserverà una chiave riser-
più alto gli utenti possono voler essere vata e renderà invece pubblica l'altra (da
certi che la posta elettronica provenga cui il nome del sistema). Per trasmettere
dalla persona che si qualifica come mit- un messaggio riservato a un destinatario
tente; i processori possono aver necessi- il mittente codifica il messaggio con la
tà di conoscere, per scopi amministrati- chiave pubblica del destinatario di modo
vi, quali altri sistemi sfruttano le risorse che solo questi possa decrittarlo.
oppure, per controllarne l'accesso, quali Uno sviluppo interessante di questa
sistemi richiedono le informazioni. Nelle forma di crittografia è la firma digi-
transazioni finanziarie è fondamentale tale. Per «firmare» un messaggio, il mit-
assicurarsi che non vi siano interferenze tente cifra il messaggio con la chiave
nei messaggi: per esempio, è indispen- segreta. Al destinatario viene poi tra-
sabile essere certi che un determinato smesso il messaggio crittografato insie-
deposito non venga abusivamente tra- me all'informazione che il messaggio
sferito su un altro conto. Nelle transa- proviene effettivamente da quel deter-
zioni commerciali, sarebbe opportuno minato mittente. Il destinatario cerca
che risultasse difficile annullare gli ordi- quindi la chiave pubblica del mittente e
ni confermati. la impiega per decifrare il messaggio: se
Ai livelli più bassi, i processori di ac- la decifrazione funziona, il destinatario
cesso e di percorso devono avere la cer- sa che il messaggio proviene effettiva-
tezza che i comandi di controllo proven- mente da quel mittente dato che solo
gano dalle legittime stazioni di gestione questi possiede la chiave segreta che cor-
della rete. Inoltre a volte le informazioni risponde a quella pubblica.
scambiate attraverso rete (per esempio Chiaramente le firme digitali possono
documenti medici e posta elettronica) essere sfruttate per varie operazioni (tra
devono essere mantenute riservate. In le quali i passaggi di consegne tra gestori
altri casi è fondamentale che informazio- di rete) in cui sia importante verificare
ni quali transazioni finanziarie, ordini la fonte del messaggio e, fatto più impor-
commerciali, informazioni per il con- tante, consentono di intrattenere rap-
trollo della rete e registrazioni ammini- porti commerciali che altrimenti rischie-
strative non subiscano alterazioni duran- rebbero seriamente di essere esposti a
te i movimenti sulla rete. frodi.
La crittografia digitale è spesso in gra- Nel suo libro sulla sicurezza delle reti
do di soddisfare queste diverse esigen- e dei calcolatori, Computers at Risk, il
ze. Verso la metà degli anni settanta National Research Council apre il primo
il National Institute of Standards and capitolo con la frase «Siamo in perico-
Technology ha sponsorizzato lo sviluppo lo». Si tratta di un allarme fondato per i
di uno standard di cifratura per i dati sistemi informatici collegati in rete che
(DES, data encryption standard) per operano in molti paesi e con un gran nu-
utenti commerciali e governativi che non mero di programmi che funzionano con-
avessero bisogno di cifratura a livello mi- temporaneamente. Le tecnologie per ri-
litare. Durante lo stesso periodo è sta- durre questo pericolo cominciano tutta-
to sviluppato il concetto di crittogra- via a emergere dalla comunità dei ricer-
fia a chiave pubblica (PKC, public key catori e, se è vero che siamo in pericolo,
cryptography). siamo stati anche preavvisati e possiamo
Nei sistemi crittografici convenzionali contare su un numero sempre maggiore
una sola chiave permette di crittografare di efficaci metodi per proteggere i nostri
e decifrare messaggi tra utenti che desi- sistemi.
derano mantenere riservata la loro co-
municazione ed essere certi che solo chi
possegga le chiavi sia in grado di comu-
nicare. L'algoritmo DES è un sistema
convenzionale in cui chiunque abbia la
chiave può crittografare e decifrare i
BIBLIOGRAFIA
messaggi. Tale sistema viene a volte
chiamato sistema a chiave simmetrica DIFFIE WHITFIELD e HELLMAN MAR-
dato che tutte le parti impiegano le stesse TIN E., New Directions in Cryptography
chiavi e lo stesso algoritmo crittografico in «IEEE Transactions on Information
Usenet, un'altra rete su scala mondiale, Corporation (DECnet Network Archi- formatica su larga scala o di un insieme identificati in maniera soddisfacente, di serve tanto per la cifratura quanto per la Theory», IT22, n. 6, novembre 1976.
connette circa 37 000 nodi (approssimati- tecture o DNA) e IBM (Systems Net- di reti informatiche è un'impresa note- solito per mezzo di un codice o chiave di decifrazione. I sistemi a chiave pubbli- Packet Communication Networks in
vamente un decimo di Internet). Per acce- work Architecture e Systems Network vole. Via via che aumenta il numero di accesso (password). ca, al contrario, impiegano una coppia «IEEE Proceedings» (numero speciale),
dere alla posta elettronica e agli altri servi- Interconnection). La DARPA ha invece dispositivi coinvolti nel sistema, la com- Sfortunatamente questa misura non è di chiavi (si veda l'articolo La crittogra- 66, n. 11, novembre 1978.
zi della rete basta trovare un altro utente promosso uno dei più grandi sistemi plessità cresce in maniera esponenziale: del tutto efficace, in parte perché i codici fia a chiave pubblica di Martin Hell- QUARTERMAN JOHN S., The Matrix:
Usenet disposto a fornire un collegamento. aperti: Internet. Funziona in 26 paesi, riconoscere e risolvere i problemi di soft- di accesso spesso non sono ben scelti (co- man in «Le Scienze» n. 136, dicembre Computer Networks and Conferencing
collega più di 5000 reti e serve vari mi- ware e di mancata comunicazione tra me nel caso di cognomi, nomi del coniu- 1979). I messaggi crittografati con una Systems Worldwide, Digital Press, 1989.
lioni di utenti su più di 300 000 calcola- macchine è estremamente difficile. La ge, numero della patente o date di nasci- chiave possono essere decifrati solamen- Computers at Risk: Safe Computing
tori di diverse migliaia di organizzazioni. gestione delle reti è pertanto oggetto di ta) e in parte perché vengono spostati te con l'altra: non importa quale chia- in the Information Age, National Re-
Negli Stati Uniti il sistema Internet ha molti programmi di ricerca e sviluppo. attraverso la rete senza particolari pre- ve venga impiegata per la cifratura: per search Council System Security Stu-
ambienti di programmazione diversi. un forte sostegno da parte di DARPA, cauzioni e quindi possono essere scoper- la decifrazione deve essere impiegata dy Committee Staff, National Academy
Diverse società hanno messo a punto National Science Foundation, National T da sicurezza del sistema, a tutti i livelli, ti da coloro che dispongono dei necessari l'altra. Questa forma di crittografia vie- Press, 1990.
proprie tecnologie per la realizzazione di Aeronautics and Space Administration costituisce un elemento di primaria mezzi tecnici per farlo. ne a volte chiamata sistema a chiave DENNING PETER J. (a cura), Computers
interconnessioni di rete: Xerox (Xerox (NASA) e Department of Energy. importanza nella gestione delle reti. Gli Necessità di sicurezza e di garanzia asimmetrica. under Attack: Intruders, Worms and Vi-
Network System), Digital Equipment L'esercizio di una complessa rete in- utenti di risorse remote devono essere dell'autenticità nascono a tutti i livelli In genere l'utente di un sistema a chia- ruses, Addison-Wesley, 1990.

34 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 35
Le reti informatiche —Trovami in quale giorno di febbraio ne sia consapevole. Un calcolatore mo- modulo o dando risposte succinte a una
ho registrato una conversazione telefo- bile potrebbe mettersi in contatto con il serie di domande poste dall'agente.
nica con Sam. suo utente la mattina a colazione invian-
— Procurami un appuntamento con un dogli i seguenti messaggi: T cambiamenti di ruolo del calcolatore
degli anni novanta gommista che sia sulla strada che percor- —Mi hai chiesto quando hai registrato I (da sacro oracolo a strumento perso-
ro per tornare a casa e che sia aperto l'ultima conversazione telefonica con nale e ad attivo assistente) sono avve-
dopo le 18. Sam. É stato il 27 febbraio. Vuoi ri- nuti in ondate successive, che possono
—Distribuisci questa bozza agli altri ascoltarla? essere paragonate ai cambiamenti di pa-
del gruppo e avvertimi quando l'hanno —La settimana scorsa ti sei segnato radigma, termine con cui il filosofo
letta. che la tua macchina ha le gomme un po' Thomas S. Kuhn, del Massachusetts In-
I calcolatori erano in un primo tempo macchine ingombranti per pochi —Ordina per la mia biblioteca una co- sgonfie. Potrei fissarti un appuntamento stitute of Technology, descrive le rivolu-
pia di tutti gli articoli sinora pubblicati con il gommista per questa sera. zioni del pensiero scientifico. I para-
iniziati, oggi sono strumenti da tavolo di semplice uso, in futuro saranno sui fullereni. — Laszlo ha cestinato le ultime quattro digmi informatici, resi possibili dai con-
I programmatori daranno agli agen- bozze che gli hai mandato senza neppure tinui progressi di tecnologie e insieme
ti una forma d'intelligenza dotandoli leggerle. dall'evoluzione del mercato, sembrano
attivi collaboratori dell'utente nel creare e nell'acquisire informazione
di certe capacità di ragionamento. Gli —Hai chiesto gli articoli sui fullereni. presentarsi a intervalli di circa dieci anni.
agenti consulteranno le basi di dati e Devo ordinare anche gli articoli sugli al- Il primo paradigma informatico fu va-
quando si troveranno in difficoltà chie- tri microaggregati del carbonio'? rato verso la fine degli anni quaranta e
deranno istruzioni all'utente. Somiglie- Benché in questo caso gli ordini e le fu introdotto sul mercato negli anni cin-
ranno abbastanza a un vero assistente: risposte abbiano la forma di frasi stam- quanta; il calcolatore programmabile
di Lawrence G. Tesler pur non avendo capacità di intuizione o pate, ci sono altre possibilità: potrebbe- era allora concepito come uno strumen-
di iniziativa, saranno in grado di ricono- ro essere scritti a mano o pronunciati, in to per i calcoli ingegneristici. Il primo
scere schemi ricorrenti nel modo di la- forma più o meno esplicita e corretta in cambiamento si ebbe negli anni sessan-
vorare dell'utente, di esaminare i mes- varie lingue naturali, o magari in qualche ta, quando le ditte adottarono il calcola-
saggi in arrivo e di tener nota delle sca- linguaggio informatico più rigido (per tore come macchina per l'elaborazione
denze. Con questo bagaglio di informa- esempio l'SQL, un linguaggio costruito dei dati. Il secondo si ebbe negli anni
l film Colossus: The Forbin Project, palmo di una mano, una base di dati ge- dall'ufficio all'automobile e poi a una ri- zioni, spesso gli agenti si accorgeranno per interrogare le basi di dati). Ordini settanta, con la distribuzione dei servizi
del 1970, raccontava la storia di un stita da un grande calcolatore, una mac- unione, potrebbe chiedere a un agente di certe necessità dell'utente prima an- e risposte potrebbero essere specificati informatici tra parecchi clienti. Col terzo
I calcolatore che era riuscito a domi- china da tavolo. L'utente, spostandosi elettronico le seguenti prestazioni: cora che questi le esprima o addirittura sbarrando certe caselle, compilando un cambiamento, negli anni ottanta, il cal-
nare il mondo da una caverna scavata
nelle viscere di una montagna, dove uno
stuolo di programmatori in camice bian-
co si dava da fare attorno ad armadi pa-
vesati di luci lampeggianti e di bobine
rotanti. I quattro paradigmi dell'informatica
Questo stereotipo cambiò tra il 1977 e
il 1982, quando nelle case e negli uffici
fecero il loro ingresso i calcolatori per-
sonali. Poco dopo anche il cinema ri- DIVISIONE
specchiò questa nuova realtà: per esem- A LOTTI TEMPO DA TAVOLO RETI
pio in Wall Street, del 1987, compariva
una macchina che aveva dimensioni da DECENNIO 1960-1969 1970-1979 1980-1989 1990-1999
tavolo e che al posto di luci e bobine
aveva un tubo a raggi catodici, una ta- INTEGRAZIONE A GRANDE A GRANDISSIMA A SCALA
stiera e un mouse (un dispositivo manua- TECNOLOGIA A MEDIA SCALA SCALA SCALA ULTRAGRANDE
le che comanda un puntatore sullo scher-
mproog).r aLmam coatnofrria etrear nqiutai ssoascteitruditoat adlae udni COLLOCAZIONE CSTAALCNOZAL ADTEOLRE TSETRAMNZINAA DLEEL TAVOLO PORTATILE
solo utente, il direttore di una finanzia-
ria, per il quale il calcolatore era uno UTENTI ESPERTI SPECIALISTI SINGOLI GRUPPI
strumento e non più una vocazione.
Nei film degli anni novanta i calcola- POSIZIONE SUDDITANZA DIPENDENZA INDIPENDENZA LIBERTÀ L'IBM 360 (1964 circa) elaborava lotti sequenziali. Il DECsystem-10 (1975) consentiva la divisione di tempo.
DELL'UTENTE
tori saranno dispositivi poco appariscen-
ti. I loro schermi saranno sottili e piatti,
TESTI, CARATTERI, SCRITTO,
avranno microfoni o puntatori a penna DATI ALFANUMERICI VETTORI DIAGRAMMI PARLATO
invece di tastiere e trasmettitori senza fili
invece di modem collegati da cavi. Inol-
OBIETTIVO CALCOLARE ACCEDERE PRESENTARE COMUNICARE
tre cambierà il loro rapporto con l'uten-
te: non più strumenti isolati per accre-
PERFORARE RICORDARE VEDERE
scere la produttività, bensì collaboratori ATTIVITÀ E TENTARE E DIGITARE E INDICARE CHIEDERE E DIRE
attivi nell'acquisire, usare e produrre in- DELL'UTENTE (SOTTOPORRE) (INTERAGIRE) (PILOTARE) (DELEGARE)
formazioni, e nel facilitare l'interazione
tra utenti. Naturalmente queste previ- OPERAZIONE ELABORARE RIVEDERE IMPAGINARE ORCHESTRARE
sioni e altre che farò in questo articolo
riflettono le mie opinioni personali, an- UNITÀ CALCOLATORI CALCOLATORI
CONNESSIONI TERMINALI
che se esse sono ormai condivise dalla PERIFERICHE DA TAVOLO PALMARI
maggior parte degli informatici.
É per esempio opinione diffusa che la APPLICAZIONI AD HOC STANDARD GENERICHE A COMPONENTI
collaborazione con l'utente possa rende-
re i calcolatori molto più attivi e che que- COBOL, ORIENTATI
LINGUAGGI PL I, BASIC PASCAL, C
sto risultato si possa ottenere attraverso FORTRAN ALL'OGGETTO Il calcolatore personale Macintosh Ilci della Apple.
più di un dispositivo. Potrebbe essere di
volta in volta un calcolatore che sta sul

36 LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 'LE SCIENZE n. 279, novembre 1991 37