Giusto per capire le prime basi sulla lingua dei computer lo 0/1

1. Internet ci rende.
New Technology School Education
Linguaggio Informatico ed Intelligenza Artificiale.
Relazione finale del:
Laboratorio di Tecnologie
dell'Istruzione e
dell'Apprendimento
Docente
Prof.ssa Maria Ranieri
Studente
Giovanni Carli Matr.5378593
P
Before printing think about environment and costs
Prima di stampare pensa ai costi ambientali
N.B.: Questo documento è consultabile cliccando sui
collegamenti ipertestuali presenti su ogni voce dell' indice
ed ogni titolazione contiene un medesimo collegamento che riporta all'indice:
SE NON SERVE NON STAMPARE!
Anno Accademico: 2015/2016
Scuola di
Studi Umanistici
e della Formazione
Corso di Laurea in
Scienze della Formazione Primaria
Indirizzo: Primaria

2. Indice
Premessa............................................................................................................. p. 1
La Buona Pratica a Scuola di Andreas Robert Formiconi
–Primo Incontro : un po' di storia........................................................... p. 2
. Il mondo commerciale.............................................................. p. 3
. Il mondo Open Source............................................................. p. 3
. L'incontro tra i due mondi: Android....................................... p. 3
. Lo spazio social......................................................................... p. 4
. Racconto dell'esperienza a scuola........................................... p. 4
- Secondo Incontro : smontaggio e rimontaggio..................................... p. 5
. Come funziona un computer?................................................. p. 6
Unità didattica sul linguaggio informatico e l'intelligenza artificiale
– Introduzione........................................................................................... p. 7
– Step 01 – il binario - .............................................................................. p. 7
– Step 02 – oltre il binario - ..................................................................... p. 8
– Step 03 – dal bit al byte - ..................................................................... p. 8
– Step 04 – dove sono tutte queste micro-calamitine ?........................... p. 9
– Step 05 – l'organizzazione dei dati in memoria.................................. p.11
– Step 06 – conclusioni e cenni sui linguaggi di programmazione...... p.15
Bibliografia ..................................................................................................... p. 16
Sitografia ......................................................................................................... p. 16
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3. Premessa
Questa relazione nasce dall'incontro con l'esperienza del Professor Andreas Robert
Formiconi, incontro avvenuto durante alcune riunioni del Movimento di Cooperazione
Educativa (M.C.E.) che si interroga sulle TIC (Tecnologie dell'Informazione e della
Comunicazione); riunioni ospitate, non a caso, da Scuola-Città Pestalozzi che, come
recita anche il suo sito internet1
è stata selezionata dal MIUR per far parte dell’iniziativa
"Scuol@ 2.0" del Piano Nazionale Scuola Digitale. All'interno di Scuola-Città ho avuto
la fortuna di svolgere, trall'altro, il mio periodo di tirocinio di questo anno accademico.
Infine la mia precedente formazione in elettronica, la mia passata esperienza lavorativa
come progettista elettronico e programmatore software e, non ultimo, il corso di
Tecnologie dell'Istruzione e dell'Apprendimento mi hanno permesso di integrare,
strutturare e far sì che questa esperienza (della quale sono a relazionare) confluisse in
un'unità didattica sul linguaggio e (quindi) sull' intelligenza artificiale che troverete più
avanti.
A cosa mira questa unità didattica? Qual'è l'obiettivo finale? Occuparsi di nuove
tecnologie nella scuola primaria spesso sembra voglia tacitamente significare essere "a
favore" delle nuove tecnologie, ecco che allora il nodo vero di questa "azione
educativa" vuole essere quello di rispondere alla domanda: <A favore o contro?>;
<Apocalittico o integrato?> , citando un libro di Eco del '64!
E la risposta la fornisco subito: <Dipende.>
In più la riflessione nasce da un'attività di tirocinio che mi ha permesso di "abitare" una
realtà (quella di Scuola-Città Pestalozzi) dove il problema, a favore o contro, si pone
con forza nella pratica quotidiana.
Dopo questa premessa d'obbligo ecco quindi la mia relazione su "La Buona Pratica a
Scuola di Andreas Formiconi" seguita da una proposta di Unità Didattica da me
elaborata.
1 - Maggiori informazioni http://www.scuolacittapestalozzi.it/sperimentazione/
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4. La Buona Pratica a Scuola di Andreas Robert Formiconi
Primo Incontro : un po' di storia
Durante il primo incontro ci è stata mostrata un'immagine della tastiera del computer
che calcolò le traiettorie d'impatto della navicella spaziale con i vari strati della nostra
atmosfera terrestre. Tale computer (v. Immagine 1, anche se diversa da quella mostrata
da Formiconi) faceva calcoli che gli astronauti erano benissimo in grado di fare da soli,
il problema era la velocità di calcolo! I fisici a bordo della navicella spaziale avrebbero
preferito fare e verificare i calcoli con carta e penna ma la loro velocità di calcolo non
gli avrebbe permesso di avere il risultato in tempo utile: si dovettero fidare delle
macchine!
Immagine 1
Apollo Guidance Computer Keyboard and Display
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5. Questo computer, che ha portato l'uomo sulla Luna, è di gran lunga meno potente e
meno veloce di qualsiasi touch phone di ultima generazione!
Cosa ne facciamo di tutta la potenza di calcolo che normalmente teniamo in tasca?
Il mondo commerciale
Sostanzialmente ci comunichiamo usando programmi di messaggistica sempre più
moderni, free, interconnessi che vanno dal vetusto "servizio messaggi brevi" (SMS –
Short Message Service) alle più moderne app come WhatsApp; la potenza di calcolo
viene usata per elaborare velocemente immagini e filmati sempre più ad alta qualità che
vengono mostrati e scambiati velocemente senza interruzioni o attese. Questo è ciò che
della tecnologia che ci ha portato sulla Luna pare restare. Ma...
Il mondo Open Source
...un mondo meno visibile ma attivissimo si è imposto entrando a far parte delle
tecnologie che quotidianamente usiamo; questo mondo è formato da programmatori2
e
da software a sorgente aperta3
, da giuristi4
e licenze libere5
che, messi in rete, ci
permettono di sapere tutto subito (o di averne la presunzione) e di creare attivamente
liberandoci dalla riduzione a meri utilizzatori/consumatori e soprattutto ci permettono di
condividere tutto subito e tendenzialmente ci rendono autonomi ed attori attivi.
L'incontro tra i due mondi: Android6
L'esempio del sistema operativo Android sviluppato da Google Inc. "sfruttando" una
2 Vedi Richard Stallman : https://it.wikipedia.org/wiki/Richard_Stallman
vedi anche Linus Torvalds : https://it.wikipedia.org/wiki/Linus_Torvalds
3 Vedi : https://it.wikipedia.org/wiki/Open_source e lo stesso wikipedia enciclopedia libera
4 Vedi Lawrence Lessing : https://it.wikipedia.org/wiki/Lawrence_Lessig
5 Vedi: https://creativecommons.org/licenses/?lang=it
6 Vedi : https://it.wikipedia.org/wiki/Android
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6. risorsa aperta (kernel Linux7
) fornisce la misura di un'aggressività che il mondo
commerciale spende nei confronti della libera circolazione delle idee![v.nota 6
]
Proprio in questo contesto si impone la New Media Education: per riappropriarsi della
padronanza critica e della guida del mezzo , ma soprattutto per non esserne "guidati".
Lo Spazio Social
Formiconi ha concluso la sua introduzione teorica mostrandoci la potenzialità e la
potenza dei forum e di altri spazzi di condivisione di risorse informatiche che divengono
modificabili, copiabili, editabili, liberi! Spazi liberi per scambio libero di risorse ed idee.
La tecnologia per comunicare può già essere in mano nostra, dal soft- all' hard- -ware:
le esperienze di KANO8
e del PirateBox9
.
Da qui il suo interesse a spiegare (e socializzare) come è costituito un computer, come
funziona, come ragiona; poi accadimenti biografici (come un libro acquistato per caso)
portano Formiconi verso il mondo della scuola e, quindi, ai bambini ed i ragazzi: i
grandi consumatori di new tech.
Racconto dell'esperienza a scuola10
[per una visione più completa dell'esperienza si veda direttamente il sito https://iamarf.org/portfolio/andando-per-scuole/]
Il punto focale del racconto di Formiconi è centrato sull'ascolto attivo e partecipativo
dei bambini e delle insegnanti; il cambiare subito attenggiamento da mero consumatore
con in mano un joystick di un qualunque modello di PS®
, ad attivo utilizzatore armato
di cacciavite a stella! A smontare siamo sempre pronti, senza differenza di genere! E
7 https://it.wikipedia.org/wiki/Linux_(kernel)
8 http://us.kano.me/products/kano-kit or http://eu.kano.me/ or
https://en.wikipedia.org/wiki/Kano_(computer)
9 https://piratebox.cc/ or https://en.wikipedia.org/wiki/PirateBox
10 https://iamarf.org/2016/02/25/cenni-su-un-percorso-di-scoperta-del-computer-e-dei-suoi-codici-nella-
scuola-primaria/
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7. smontare vuol dire andare ad indagare, veder dentro, interrogarsi, scoprire dei perché.
Rimontare non è che una delle verifiche: si accende? Funziona la tastiera? Si/no ho
rimontato bene/ho sbagliato qualcosa.
Dall'hardware è poi passato, con i bambini, alla parte software di vera e propria
programmazione con comandi UNIX attraverso un videogioco narrativo/didattico su
questo linguaggio da lui personalmente tradotto dall'inglese (e messo in condivisione
libera in rete!)
Secondo Incontro : smontaggio e rimontaggio
Le parti costituenti un computer:
aprendo un computer la prima cosa con la quale si viene a contatto è il case cioè la
scatola che contiene tutto il cervellone,
aperta questa scatola le prime cose che si vedono sono:
- una roba elettronica dove sembrano andare e sembrano partire tutte le cose, tutti i fili
• La scheda madre o Motherboard : è la scheda centrale che ospita molti dei più
importanti circuiti integrati, ma soprattutto collega tra di loro le informazioni.
É parificabile al nostro cervello al quale afferiscono molte delle più importanti
terminazioni nervose (i nostri fili);
• poi un accrocchio molto polveroso con ventola che pare essere la centrale
elettrica di quella che sembra una città:
è il gruppo di alimentazione che comprende una ventola per il raffreddamento
dei circuiti. L'alimentazione elettrica è parificabile alla nostra alimentazione
poiché in effetti fornisce energia (elettrica e non chimica) alla scheda madre, per
svolgere tutte le funzioni che deve svolgere;
• altre scatoline che sono il lettore CD e simili: sono gli slot delle periferiche
come, ad esempio, il lettore DVD
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8. Come funziona un computer?
• Alimentatore di corrente → la "bocca" (che alimenta la ...
• ... scheda madre → il cervello
All'interno della scheda madre:
◦ il processore centrale o CPU (Central Processing Unit) che smista tutte le
informazioni verso ...
◦ ... la memoria RAM (Random Access Memory – memoria ad accesso
casuale) → la nostra memoria a breve termine ( = cosa ho mangiato ieri)
◦ ... l' Hard Disk (o Disco Fisso o Disco Rigido anche Disco Duro) (memoria
ROM – Read Only Memory o, più precisamente, PROM o EPROM -
Erasable and Programmable Read Only Memory) → la nostra memoria a
lungo termine ( = il nome della mamma)
N.B.: in questa memoria il computer ha scritto il BIOS (basic input/output
system, che ricorda anche la parola greca bios=vita). Il BIOS è qualcosa di
parificabile all' istinto, è un programma di base che serve al computer per
fare le prime importantissime e basilari funzioni come accendersi, capire se
ha occhi/orecchi/bocca – video/tastiera/mouse/slot di memoria, insomma
tutte le periferiche [v. di seguito]
◦ ... schede varie di controllo periferiche.
• Connesse con la scheda madre ci sono quindi le periferiche:
◦ (OUTPUT) video/stampante → il nostro quaderno sul quale scriviamo
◦ (OUTPUT) diffusori audio → la nostra bocca
◦ (INPUT) tastiera → i nostri occhi quando leggono
◦ (INPUT) videocamera → i nostri occhi quando vedono
◦ (INPUT) mause → le nostre mani quando sfogliano un libro (forse)
◦ (INPUT) microfono → i nostri orecchi
◦ ecc ...
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9. Unità didattica sul linguaggio informatico e l'intelligenza artificiale
Introduzione (già parte integrante dell'unità didattica)
Il macro-obiettivo di questa unità didattica (UD) è la conoscenza delle nuove
tecnologie.
Per conoscere bisogna comunicare, per comunicare necessitiamo di un linguaggio, sia
esso un linguaggio verbale, logico/numerico, sonoro o un linguaggio come quello della
natura o delle macchine.
Ecco perché il primo passo di questa UD è un sotto-obiettivo: come parlano le
macchine? Come si esprime e comunica questa intelligenza artificiale ?
Step 01 – " Il binario " -- Un Computer cosa capisce ?
Viene proposto un lavoro sulle dicotomie – Propedeutica alla logica binaria
◦ Acceso / Spento
◦ "Scossa" / "Non scossa" (passaggio di corrente / nessun passaggio di corrente)
◦ Luce / Buio ( Rimando alla fibra ottica )
→ Tutto ciò che può esser detto con 0/1
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La deriva delle dicotomie non discrete:
- Freddo / Caldo → E il tiepido chi lo decide?
( il concetto di soglia )
- Si / No → Come faccio a dirlo ad una macchina?
(il concetto di trasduzione)
- Occupato / Libero → Rosso / Verde
( il binario … per noi)

10. Step 02 – oltre il binario con le mani in pasta (questo step è un'attività pratica)*
• Come faccio a dire "uno", ovvero accendi la lampadina (o il video, o il
computer stesso, ecc) ?
Il circuito base dentro ogni macchina:
un filo, una lampadina e una pila.
* tutti i circuiti costruiti dai bambini sono alimentati con comuni batterie a corrente continua a basso voltaggio e con
componenti a basso costo come lampadine, cavi e interruttori.
• Se ho due lampadine da far accendere ad una macchina, quali sono tutte le
informazioni che deve saper comunicare una macchina ?
0 / 0 → tutte e due spente; 0 / 1 → accesa quella di destra;
1 / 1 → tutte e due accese; 1 / 0 → accesa quella di sinistra.
→ quindi con 2 bit posso dire alla macchina e la macchina può dire a
me 4 "cose" che chiameremo informazioni:
0; 1; 2; 3 o, usando la lingua delle macchine: 00; 01; 10 e 11
Step 03 – dal bit al byte
• Quante informazioni riesco a dare con un bit dunque ? Due
• Quante con due bit ? Quattro
• E con otto ? Ben 256! Che sembrano tante, ma riflettiamo :
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11. ◦ le cifre numeriche sono 10 ( restano 246 informazioni potenziali);
◦ le lettere sono 26 (contatele sulla tastiera!) così restano 220 valori da
assegnare;
◦ però le lettere sono maiuscole e minuscole; poi ci sono quelle con l'accento,
le parentesi, il simbolo più, meno, per, diviso; i punti le virgole fino a tutti i
caratteri diversi dati dai font ...
→ ecco perché i nostri computer sono da mega byte (MB) o giga o tera!
Perché per ogni cosa che gli diciamo, da "accenditi" a "invia", tutto deve esser detto con
lunghe file di 0/1 dove una cifra è un bit, 8 bit fanno un byte quindi un MegaByte è ...
... un chilo (K) è tre zeri=1.000; un Mega 1.000.000 (altri tre zeri!), un Giga altri tre, un
tera altri tre: 1.000.000.000.000 byte (!!) ed essendo byte bisogna moltiplicare ancora
per 8! Otto-mila-miliardi di lampadine!!! O, un po' meglio, micro-calamitine.
Step 04 – Dove sono tutte queste "micro-calamitine" ? Come è fatto un calcolatore,
dalle memorie alle periferiche (questo step è un'attività pratica di smontaggio e rimontaggio
computer direttamente ispirata all'attività del Professor Formiconi)
→ Smontaggio di un computer ed identificazione delle sue parti costituenti (scheda
madre e disco rigido, slot di memoria e RAM, alimentazione, periferiche)
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12. → durante questa attività viene spiegato come i dati restino nel computer anche quando
questo è spento (dalla batteria per il BIOS alla magnetizzazione dei dati sul disco rigido)
*
* Ogni punto di ogni disco dell' Hard Disk ha un vero e proprio indirizzo che ci dice in
quale disco, in quale settore di quel disco ed in quale punto sono scritti i nostri dati, i nostri
0/1 che vogliamo visualizzati a video sottoforma di lettere, colori o altro.
Ci sarà un punto preciso della memoria di questo computer da dove inizierà
la serie di 0/1 ed un punto preciso dove la stessa serie finirà;
il risultato, a video, della traduzione di questa lunga serie di micro-
calamitine magnetizzate in modo che "attirino" (per esempio 1) o che
"respingano" (per esempio 0) è ciò che state leggendo adesso: per esempio
un documento con estensione pdf (Portable Document Format) ed essendo
"calamitine" anche se spengi il computer e smetti di dargli energia il dato
non si cancella!
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13. Step 05 – l'organizzazione della memoria dei dati (questo step è un'attività ludica e pratica)
• → Arrivare in classe con fogli e raccoglitori, scatole ecc;
- i fogli sono relativi a ragazzi di una classe inventata e c'è dametterli in ordine.
Ci sono:
◦ 'x' ragazzi in questa classe X (tanti quanti sono nella classe in cui si opera).
Questo gran monte di documenti va diviso in monti minori.
(Ognuno prenderà il monte relativo ad uno degli allievi della classe X, in
caso di lavori di gruppo ... andrà creato un monte in più!).
◦ Ognuno di questi monti minori conterrà documenti di scuola, ma, forse,
anche relativi ad altri campi d'interesse (come sport, musica, ecc).
C'è poi da dividere questo monte minori in tanti monticini ed organizzare i
dati in cartelle.
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14. → l'organizzazione dei dati nella memoria del computer (directory, sotto-directory,
file --> la struttura ad albero )
Nel nostro mondo Nel mondo del Computer Indirizzo
Fogli / quaderni File rel.pdf
Cassetti Directory o cartelle storiarel.pdf
Stanza Directory (tematica) scuolastoriarel.pdf
Casa Directory (nominativa) giovascuolastoriarel.pdf
Città Directory generale 5Bgiovascuolastoriarel.pdf
....e così via
→ Si prevede di mostrare ai ragazzi l'albero della memoria del computer attraverso il
Prompt dei Comandi (su sitema operativo Windows, per esempio) ed il comando tree,
facendo però molta attenzione alla potenza di questo ambiente di comando in grado di
provocare gravissime ed irreparabili perdite di dati,
Il Prompt dei comandi
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15. un ambiente nero, sconosciuto e nascosto
→ il comando Tree
→ la struttura ad albero a video
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16. → il comando help
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17. Step 06 – Conclusioni e cenni sui linguaggi di programmazione
◦ Si prevede di concludere questa unità didattica valutando le esperienze e le
competenze eventualmente apprese;
◦ si accennerà soltanto ad alcuni linguaggi ed ambienti di programmazione
software lasciando il tema ad altra unità didattica.
A conclusione di questa relazione:
dunque: a favore o contro? Educare all' apocalittico o ad integrarsi? Dipende.
Le nuove tecnologie, e le tecnologie tout court, sono uno strumento e come tale può
essere utile o meno, da solo non garantisce alcunché: cosa garantisce un cacciavite ? O
più propriamente: cosa garantisce una penna a sfera circa la formazione di un essere
umano ?
Se l'intelligenza (la nostra di esseri umani) è legata al nostro pensiero, lo sviluppo del
quale è legato al nostro linguaggio (verbale o meno)... bhè, le macchine capiscono
soltanto 1 o 0; quell'intelligenza è artificiale, quella che conta è l'intelligenza vera
(sempre che si riesca ad usarla) che le sottostà e che la programma.
Fare un percorso sul linguaggio delle macchine può voler dire capirne i limiti e intuire
che possiamo programmarle e guidarle invece di farci programmare e farci guidare da
loro o da chi, a sua volta, le programma per questo.
È, insomma, un percorso culturale e come tale di consapevolezza, coscienza: di libertà!
È new media education.
A favore o contro? Dipende!
Dietro una grande macchina
c'è sempre un (grande?) essere umano!
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18. Bibliografia
• Howard Rheingold, Perché la rete ci rende intelligenti. Cortina Raffaello, 2013.
• Nicholas G. Carr, Internet ci rende stupidi? Come la rete sta cambiando il
nostro cervello. Cortina Raffaello, 2011
• Umberto Eco, Apocalittici e Integrati. Bompiani, 1964
• Maria Ranieri, Le insidie dell’ovvio. Tecnologie educative e critica della
retorica tecnocentrica, ETS, Pisa, 2011
• Maria Ranieri (a cura di), Risorse educative aperte e sperimentazione didattica,
FUP, Firenze, 2012
→ in modalità Open Access gratuitamente disponibile all'indirizzo:
http://www.fupress.com/Archivio/pdf%5C5668.pdf
• Lev Semënovič Vigotskij, Pensiero e linguaggio, Laterza, 1998
Sitografia
• Andreas Formiconi Blog → https://iamarf.org/
• PirateBox → https://piratebox.cc/
• KANO → http://eu.kano.me/
• Creative Commons → https://creativecommons.org
• M.C.E. → http://www.mce-fimem.it/
• Scuola-Città Pestalozzi → http://www.scuolacittapestalozzi.it/
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