CODICE BINARIO

Oggi per i 22 super eroi che seguono il corso ho preparato una lezione sul linguaggio binario, ho studiato a casa in solitudine, ho provato le attività e adesso è arrivato il momento di proporle.

Gli obbiettivi della lezione sono i seguenti:

• Comprendere cosa sia  l’informatica e a cosa serva;
• Riflettere sulla differenza tra dato e informazione;
• Comprendere il doppio ruolo del computer: uno strumento da usare  e uno strumento per creare;
• Divenire fruitori responsabili delle nuove tecnologie;
• Riconoscere successioni;
• Sviluppare combinazioni;
• Scrivere informazioni usando nuovi codici;
• Decodificare messaggi scritti in nuovi codici;

I Concetti che si sono trattatati:

• Codice Binario
• Bit e Byte
• Codice ASCII

Tutti i miei allievi hanno uno smart phone e lo usano per molte più delle ragioni per cui lo uso io: telefonare, chattare, filmare, ascoltare musica, giocare, cercare info sull’ultima star del momento, cercare la strada per tornare a casa…. quindi sono grandi fruitori di tecnologia ma non hanno idea di come questa tecnologia che loro utilizzano si crei e sia a loro accessibile. Come fa il telefonino a catturare un’immagine e a tenerla in memoria? Come viene generata la musica che loro ascoltano? Come possono trovare le informazioni che loro cercano? Come è stato creato il gioco che gli ruba ore di sonno ogni giorno? Come fanno a trovare un amico usando facebook? e potrei continuare. Molti di loro vivranno benissimo senza conoscere queste risposte bisogna solo accompagnarli ad essere dei fruitori responsabili e competenti di tecnologia ma per i più curiosi, per chi si chiede ma come è possibile tecnicamente  trovare con il mio telefonino la musica che voglio ascoltare o vedere il video che voglio vedere, bisognerà cominciare a dare qualche risposta, semplice e adatta alla loro età, che gli faccia scoprire l’altra faccia della medaglia non solo saper usare la tecnologia ma scoprire il linguaggio che la tecnologia  utilizza.

Attività 1

Comincio la lezione mostrando il video di benvenuto del sito  Codeweek intitolato  “Il linguaggio delle cose” (http://codeweek.it/). Il filmato mi permette di introdurre  il linguaggio che rende tutto ciò possibile: il linguaggio binario meglio noto come “Codice binario”. I computer son macchine complesse capaci di immagazzinare informazioni di ogni genere: testi, immagini, video  e musica. Tutte queste informazioni vengono introdotte nel computer sotto forma di dati fatti di una serie lunghissima di 0 e 1 che in una macchina corrispondono ad un impulso elettrico del tipo acceso/spento. .

Attività 2

Distribuisco  5 carte con 1,2,4,8,16 pallini. I 22 supereroi ci mettono due nano secondi per capire il legame nascosto tra le 5 carte: sono una il doppio dell’altra. Bene, ottimo punto di partenza, adesso si passa alle combinazioni numeriche. Come posso comporre il  numero 3 corrispondente a 3 pallini? e il numero 5? e così via. E poi  propongo il domandone: ma secondo voi posso comporre tutti i numeri che voglio con una serie basata su carte che sono una il doppio dell’altra? e dopo una piccola esplorazione tutti e 22 sono d’accordo nel dire si.

Non sanno ancora cosa sia il codice binario ma ne hanno già capito il meccanismo e le poitenzialità. A questo punto si sale in cattedra e si formalizza come si possa passare dai pallini alla serie di 0 e 1.

° =1

°°=2

°°°=4

°°°°=8

°°°°°=16

Si illustra la posizione che devono assumere le carte per far funzionare il codice binario:

°°°°° °°°° °°° °° °

16 8 4 2 1

a destra la carta che ha 1 pallino e si cresce verso sinistra. Quando una carta viene usata per comporre il numero si utilizza la cifra 1 quando non la uso la cifra 0 che corrispondono a ON e OFF o a + e -.

per esempio per scrivere 5 uso le carte con il segno + mentre le altre no (segno -)

°°°°° °°°° °°° °° °

16 8 4 2 1

- - + - +

Off Off On Off On

0 0 1 0 1

quindi in linguaggio binario 5=00101

oppure 19:

°°°°° °°°° °°° °° °

16 8 4 2 1

+ - - + +

On Off Off On On

1 0 0 1 1

quindi in linguaggio binario 19=10011

Capito il meccanismo si passa alle sfide. Divido la classe in 2 squadre: una squadra propone all’altra un numero scritto in codice binario. E incredibilmente l’altra lo indovina. E’ solo una questione di codice, applicare il codice logicamente. Capito il segreto è un gioco da ragazzi!

Scrivere i numeri in questo modo è anche l’occasione di introdurre il concetto di “Bit”, per scrivere un numero come 19 sono necessarie 5 carte e cioè 5 bit per numeri più grossi  come 125, saranno necessarie un maggior numero di carte e cioè un numero maggiore di bit.  

Attività 3

La potenzialità di un codice basato solo su due elementi può essere sfruttato anche per scrivere un testo. Le lettere possono essere trasformate in una serie di 0 e 1 , cioè di impulsi elettrici acceso e spento. E allora ecco un potenziale convertitore  binario utile per giocare a fare gli agenti segreti che comunicano con il codice segreto. Numeri e lettere corrispondono a corte sequenze di 0e 1 . Tutti i caratteri possono essere racchiusi in 8 carte cioè 8 Bit che corrispondono a  1 BYTE.

Il Byte dipende dalla macchina, normalmente le macchine utilizzano 8 bit per inserire dati e 8 bit corrispondono a 1 a byte. Con 8 bit il numero di combinazioni di carte corrispondono a 28 sufficienti per coprire tutti i caratteri necessari a a scrivere. Ecco il convertitore che ci permette di decodificare il messaggio in codice.

La maggior parte dei computer oggi usa una rappresentazione standard chiamata ASCII (American Standard Code for Information Interchange) che è basato su un sistema a 8bit. Questo codice va bene per tutte le lingue europee compreso l’italiano e l’inglese mentre le lingue con più simboli hanno bisogno di più bit.

Questa scheda è la semplificazione della rappresentazione ASCII e servirà per giocare a decifra il codice.

I nostri 22 agenti speciali del controspionaggio sono divisi in due squadre ogni squadra inventa una frase corta, la scrive in codice binario e la passa alla squadra avversaria che dovrà decifrarne il contenuto. E così divertendoci impariamo a capire come funzionano le macchine e come vengono inserite e trasferite le informazioni.

Per riscaldarli gli propongo di decodificare una frase semplice :

0100 1101===>M

0100 1001===>I

0100 0011===>C

0100 1000===>H

0100 1001===>I

0100 0001===>A

0100 1101===>M

0100 1111===>O

0100 1101===>M

0100 0001===>A

0101 0010===>R

0100 0111===>G

0100 1000===>H

0100 0101===>E

0101 0010===>R

0100 1001===>I

0101 0100===>T

0100 0001===>A

Quando un computer memorizza un testo lo fa come una serie lunghissima di 0 e 1 che corrispondono alle lettere che servono a comporre le parole, che servono a comporre il testo.

E qui la domanda dei miei supereroi sorge spontanea: ma per inserire una lettera devo digitare 8 elementi, non è economico, è molto più facile schiacciare un tasto solo. E qui da insegnante si sale in cattedra e si spiega che il computer funziona con impulsi elettrici passa o non passa la corrente. Gli zero corrispondono al non passa l’1 al passa la corrente. E così solo con un passa e un non passa si inseriscono i dati che poi diventano informazioni: testi, immagini, video, musica. In realtà per la musica e i video lo 0 corrisponde a un non passaggio di luce mentre l’1 al suo passaggio. La velocità di un computer dipende da quanti bit può leggere contemporaneamente. I bit e i byte sono usati dal computer per trasmettere e memorizzare le informazioni.

Prima di concludere la lezione invito i miei super eroi a riassumere cosa hanno fatto. Ci mettiamo in cerchio e loro mi raccontano cosa hanno imparato. E’ incredibile ma si ricordano tutto!