La base della interoperabilità: lo scambio di informazioni

Nell’articolo incipit del 2020 è stato introdotto il tema 2020 di 6MEMES, centrato sulla interoperabilità, fra entità (umani, macchine, sistemi più o meno complessi…) e a vari livelli. In questo articolo, il primo della mia serie di quest’anno, analizzeremo nei dettagli la comunicazione come base della interoperabilità, riprendendo in esame alcuni concetti fondamentali parzialmente introdotti in un precedente intervento .

Interoperabilità

Il concetto di interoperabilità è associato al verbo inter-operare. Dove, secondo Treccani, “il prefisso inter ha (in genere) i significati della preposizione tra, indicando quindi condizione, posizione intermedia fra due oggetti, fra limiti di spazio o di tempo, comunanza e collegamento o reciprocità (come, ad esempio, inter-azione, inter-scambio, inter-comunicante)”.

Quindi l’interoperabilità prevede l’operare insieme di due o più entità, con una intercomunicazione (ovvero un inter-scambio di informazioni) fra le parti, svolgendo un compito suddiviso fra le parti stesse, che, in molti casi, non sarebbe possibile svolgere per una delle parti da sola. Pertanto per l’interoperabilità di due o più entità è indispensabile la comunicazione fra di esse.

La comunicazione: presupposto indispensabile per l’interoperabilità

Partiamo dalla base: cosa è la comunicazione?

Possiamo definirlo come un fenomeno fisico attraverso cui si trasmette informazione da un mittente ad un destinatario. Il destinatario compie di solito una re-azione alla informazione ricevuta, che può comprendere l’invio di un messaggio di ritorno al mittente .

La comunicazione può essere monodirezionale (o unidirezionale), cioè con un flusso di informazione sempre diretto nello stesso verso (dal mittente al destinatario) o bidirezionale, cioè con una sequenza di messaggi unidirezionali che le parti coinvolte si scambiano nel tempo. Nella figura seguente è mostrata una comunicazione composta da una sequenza di due messaggi scambiati fra un mittente ed un destinatario generici (i termini si riferiscono alla situazione iniziale, nel messaggio “di ritorno” i ruoli si invertono).

Come esempio, nel caso di due persone possiamo pensare ad una che chiede l’ora ad un’altra (richiesta) e questa risponde con il valore dell’ora (risposta). Nel caso di due sistemi informatici possiamo pensare ad un browser che chiede una pagina web ad un server (richiesta) e questo risponde con un messaggio contenente la pagina (risposta).

Nel caso di più entità presenti ed intercomunicanti tra loro si possono distinguere vari tipi di messaggi (che possono dare origine a sequenze e quindi a comunicazioni bidirezionali):

1. Messaggi punto-punto o 1-a-1, in inglese one-to-one o point-to-point), in cui un mittente (Entità 1 in figura sottostante) invia un messaggio (indicato in rosso con la punta grande in figura) ad un solo ricevente (Entità 2 nella figura);
2. Messaggi uno-a-molti (in inglese multicast), in cui un mittente (Entità 1) invia un messaggio (indicato in lilla con la punta sottile) a molte entità ma non a tutte (Entità 3 ed Entità 4 nell’esempio in figura);
3. Messaggi uno-a-tutti (in inglese broadcast), in cui un mittente (Entità 1) invia un messaggio (indicato in verde) a tutte le altre entità presenti.

Come esempio possiamo pensare ad una conferenza:

• l’oratore parla per tutti (broadcast);
• due persone che chiacchierano fra loro scambiano messaggi punto-punto;
• Un intervento di una persona del pubblico che non viene sentito da tutti è un multicast.

Quanto finora visto è un modello logico della comunicazione. Un modello deve servire per comprendere ed eventualmente prendere decisioni ed agire: in molti casi il modello logico è più che sufficiente per comprendere ed usare la comunicazione. Ma in altri casi no e quindi è necessario approfondire con un modello più vicino alla realtà fisica della comunicazione.

Un modello “fisico” per la comunicazione

Nella comunicazione l’entità base è il messaggio, ossia ciò che contiene l’informazione da trasmettere. Per esistere nel mondo fisico l’informazione deve essere rappresentata in modo fisico, sia per la sua rappresentazione statica (ad esempio, lettere su carta) sia per la sua trasmissione (ad esempio, parole pronunciate a voce) sotto forma di messaggio. Quindi, dal punto di vista fisico, un messaggio è una variazione di grandezze fisiche che si propagano nello spazio .
Nel caso di comunicazione fra esseri umani o in cui il destinatario è un essere umano il messaggio può essere , ad esempio:

• la luce riflessa (radiazione elettromagnetica) dalle pagine di un libro o di un cartellone pubblicitario in cui la variazione di colori produce le forme che noi sappiamo interpretare come lettere o altro (canale visivo);
• il suono della voce di un’altra persona o il rumore di un apparecchio meccanico (canale auditivo).

Nel caso di comunicazione fra macchine di solito il messaggio è formato da segnali elettrici (lungo cavi) o segnali elettromagnetici (nell’etere o lungo fibre ottiche) o, in casi meno frequenti, segnali sonori .

Il tipo di canale che esiste fra mittente e destinatario determina quindi il tipo di messaggio, ovvero il tipo di segnali che formano il messaggio che possono essere trasmessi. Non è possibile trasmettere direttamente la voce nel vuoto ed ecco che gli astronauti sulla Luna e nello spazio devono avere radio nelle proprie tute spaziali per poter comunicare tra loro. Analogamente, in posti dove non arrivano cavi, per potersi collegare ad Internet è necessario un segnale radio.

Codificare il messaggio: codice come meta-informazione

Fino ad ora abbiamo visto cosa può essere, concretamente, un messaggio.

Ma per poter trasmettere una informazione, che sia comprensibile per il destinatario, mittente e destinatario devono condividere il codice di rappresentazione (detto anche meta-informazione), ossia un insieme di regole che permettono di rappresentare il messaggio come un insieme di simboli elementari trasmissibili come segnali attraverso il canale (fase di codifica) e ricevibili dal destinatario, che provvede a fare la trasformazione inversa (fase di decodifica) ricostruendo l’informazione presente nel messaggio che ha ricevuto.

Per esempio, nella comunicazione interpersonale la componente verbale del messaggio , è composta dalle lettere che, se il segnale è sonoro sono rappresentate dai fonemi associati, se il segnale è visivo sono rappresentati dalle lettere (nella scrittura alfabetica) o dagli ideogrammi (nella scrittura ad ideogrammi, come ad esempio il cinese) con le loro forme. Nel caso della comunicazione digitale supponendo ad esempio di trasmettere un file fra due computer, esso viene scomposto nell’insieme di bit che lo formano, che vengono poi trasmessi sotto forma di impulsi elettrici o onde radio . A loro volta i bit sono associati al contenuto del file (testo, immagini, suoni…) attraverso opportune regole di rappresentazione (metadati), come descritto in .

È quindi necessario un modello più completo per la comunicazione, come mostrato nella figura sottostante

Mittente e destinatario si scompongono in

• Sorgente: produce l’informazione originale da trasmettere nel messaggio;
• Trasmettitore: trasforma l’informazione in un insieme di segnali trasmissibili attraverso il canale attraverso l’operazione di codifica;
• Canale: trasporta il messaggio (per la radiazione elettromagnetica può essere anche lo spazio vuoto);
• Ricevitore: riceve un insieme di segnali che rappresenta il messaggio e deve ricostruire l’informazione in esso contenuta attraverso l’operazione di decodifica;
• Destinazione: deve ricevere l’informazione prodotta dalla sorgente.

Trasmettitore e Ricevitore devono condividere il codice prima della trasmissione del messaggio, altrimenti il secondo non è in grado di svolgere la decodifica e quindi ricostruire l’informazione ricevuta. Ad esempio, se una persona ci parla in una lingua straniera o usando parole italiane di cui non conosciamo il significato, noi non siamo in grado di ricostruire il contenuto del messaggio, anche se riusciamo a udire perfettamente la sua voce. Analogamente, in una comunicazione digitale è necessario che Trasmettitore e Ricevitore condividano il modo in cui i bit sono rappresentati e, in generale, Mittente e Destinatario devono condividere anche il significato da associare ai bit .

È da notare che, nel mondo reale, il canale non è ideale in quanto:

1. I segnali che formano il messaggio possono essere modificati dal canale stesso con il fenomeno delle alterazioni ; si pensi ad esempio al fastidioso effetto rimbombo della voce in certi ambienti, o all’attenuazione che il suono e la luce subiscono con la distanza;

2. Nel canale possono essere presenti altri segnali che si sovrappongono a quelli contenenti il messaggio (effetto noto come rumore); si pensi, ad esempio, al fastidio che ci da al cinema un vicino che continua a parlare mentre cerchiamo di ascoltare i dialoghi;

3. Può trasmettere informazioni solo fino ad una certa velocità; per semplificare questo concetto, pensiamo a cosa succede quando ascoltiamo una persona che parla molto in fretta in una lingua straniera che conosciamo solo parzialmente…

Pertanto, la comunicazione ha successo solo quando l’informazione trasmessa contenuta nel messaggio arriva alla destinazione dopo essere stata decodificata dal ricevitore, nonostante le imperfezioni del canale. Nel caso di comunicazioni digitali o la comunicazione ha pienamente successo o non funziona del tutto, come avviene, ad esempio, nella televisione digitale terrestre quando il segnale è troppo debole. Nel caso delle comunicazioni interpersonali i casi possibili sono molti di più, come parzialmente affrontato in .

La comunicazione per la interoperabilità

Nel caso della interoperabilità il modello quasi sempre più adatto è quello rappresentato in figura:

La comunicazione (monodirezionale o bidirezionale) fra Entità 1 ed Entità 2 viene svolta da una apposita Interfaccia di comunicazione, che comprende al suo interno i ruoli di canale, trasmettitore e ricevitore, garantendo la trasmissione di informazione tra le entità. Se non necessario per lo studio e la progettazione non si affrontano i dettagli interni della interfaccia, mantenendosi al livello logico visto all’inizio dell’articolo, ma è fondamentale ricordare che, se necessario, l’interfaccia deve svolgere il compito di “traduzione” della informazione per rendere possibile la comunicazione.

Nel prossimo articolo affronteremo proprio un tipo particolare di questa interfaccia, oggi diventato fondamentale in moltissimi aspetti della nostra vita: la interfaccia uomo-macchina, attraverso cui interagiamo ogni giorno con i molteplici dispositivi che ci circondano.

Approfondimenti

Giulio Destri, Comunicazione interpersonale nei settori tecnici e specialistici (in 6MEMES)

Giulio Destri, Introduzione alle Comunicazioni in Rete

Giulio Destri, Manuale di PNL per la pratica nella Vita Professionale – Ed. Amazon, 2016

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Immagine di copertina (rielaborata)

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