I sistemi di elaborazione delle informazioni, tra hardware e software

L’oggetto della professione dell’Ingegnere dell’Informazione sono: “la pianificazione, la progettazione, lo sviluppo, la direzione lavori, la stima, il collaudo e la gestione di impianti e sistemi elettronici, di automazione e di generazione, trasmissione ed elaborazione delle informazioni.”.

Volendo illustrare in modo più specifico la laurea in Ingegneria Informatica, si può dire che essa fornisce la preparazione per lo sviluppo e l’utilizzo di metodi e strumenti dell’informatica per affrontare un ampio spettro di applicazioni, trasversale rispetto a molteplici settori. Il campo di attività è quello del mondo ICT – Information and Communication Technologies, che è composto dall’insieme delle tecnologie che consentono il trattamento e lo scambio delle informazioni in formato digitale con la loro trasmissione a distanza.

Un tipico curriculum in Ingegneria Informatica copre, oltre alle discipline di base quali la matematica e la fisica e ai temi specifici dell’Informatica stessa, lo studio di fondamenti di materie affini quali i sistemi di controllo automatico, i sistemi per le telecomunicazioni, l’elettronica analogica e digitale. L’elenco di discipline e di definizioni più o meno standardizzate non chiarisce comunque ancora cosa siano “i sistemi di elaborazione dell’informazione” e quindi, in definitiva, di cosa si occupa prevalentemente l’ingegnere informatico.

Per meglio chiarire lo spettro operativo, è importante a questo punto introdurre un aspetto tecnologico unico nel suo genere, perché tipico dell’Informatica: un qualunque sistema di elaborazione dell’informazione può essere formato da una parte software e una parte hardware, in proporzioni variabili a seconda della destinazione d’uso, dei costi di realizzazione, delle prestazioni richieste, del grado di miniaturizzazione necessario. Si dice anche che l’hardware non è altro che il software allo stato solido.

Per quanto sopra, il progettista deve essere in grado di progettare un sistema completamente hardware, ossia dove è presente elettronica analogica e digitale, oppure un sistema completamente software, ossia un applicativo, e ancora, infine, un sistema misto che prevede una base elettronica prevalentemente digitale governata da un software o da un complesso di sistemi software.

Ecco che così si delineano più concretamente alcuni scenari usuali dove si vede che la competenza dell’ingegnere informatico spazia dalla progettazione dei “semplici” componenti quali il microprocessore e gli applicativi software fino ai moduli, ove l’unione di molteplici componenti hardware e software convivono, per dare origine agli onnipresenti computer, ai sistemi di elaborazione dati più in generale ma anche ai moduli di controllo di varia natura usati nell’industria e nelle catene di montaggio.
Elevando lo sguardo possiamo lasciare componenti e moduli per passare ai sistemi ove l’unione di più moduli permette di creare delle realtà tecnologiche di notevole spessore e diffusione, più facilmente riconoscibili e alle quali tutti siamo più o meno abituati.

Storicamente, i primi sistemi digitali, intesi come sistemi di elaborazione basati su tecnologie elettriche o elettromeccaniche e operanti su informazione presentata in forma “numerica” (discreta) piuttosto che analogica (continua), possono essere fatti risalire al 1890, con le macchine tabulatrici sviluppate da Hollerith per elaborare i dati del censimento degli Stati Uniti. Herman Hollerith, ingegnere statistico, fu il fondatore dell’azienda che divenne poi il gigante IBM.

Al giorno d’oggi siamo pervasi dalla presenza di elaboratori elettronici di ogni forma e dimensione: la loro presenza è talmente diffusa che sarebbe difficile immaginare di farne a meno. Rifacendomi alla personale esperienza di lavoro avuta all’Alfa Romeo di Arese per la FIAT-GM Powertrain, nello sviluppo della Alfa 159, è senz’altro interessante parlare dei sistemi di controllo delle autovetture  che sono composti da numerosi sotto sistemi digitali che in tempo reale dialogano tra loro e gestiscono il funzionamento del motore, dell’impianto di frenata, del modulo di stabilizzazione, del gruppo anti-slittamento e del cambio robotizzato. Una vettura moderna senza questi sistemi è veramente difficile da immaginare.

Un altro sistema molto diffuso è il Sistema Informativo. Di dimensioni e caratteristiche assai variabili, questi sistemi hanno per scopo principale la produzione, lo scambio ed il consumo dell’informazione, specialmente nelle aziende. Un Sistema Informativo comprende applicazioni software di varia natura, basi di dati, computer che svolgono diversi ruoli, sia di client che di server, sistemi di archiviazione fisica dei dati stessi (storage). Tali sistemi quotidianamente erogano servizi interni ed esterni di varia natura: dalle applicazione client-server ai servizi web tipici delle intranet, passando per l’archiviazione delle informazioni nelle Storage Area.

Terreno di confine e sovrapposizione con gli ingegneri delle telecomunicazioni sono le reti per i computer, più note con il termine LAN – Local Area Network (ma anche Metropolitan Area Network e Worldwide Area Network), ove elementi di elaborazione dell’informazione sono uniti da una rete di telecomunicazioni digitali governata, a sua volta, da moduli elettronici (anche di notevole complessità) che elaborano in tempo reale le informazioni che transitano da un computer all’altro.

Questo è un estratto del mio articolo pubblicato sul n. 110 della rivista Informazione dell’Ordine degli Ingegneri di Cagliari.