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Inviato da maria 02/03/2009 @ 00:41

Tags : computer, high tech

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Computer quantistico

Schema del computer di Kane

Un computer quantico (o quantistico) è un dispositivo per il trattamento ed elaborazione delle informazioni che per eseguire le classiche operazioni sui dati utilizza i fenomeni tipici della meccanica quantistica, come la sovrapposizione degli effetti e l'entanglement.

In un computer classico, la quantità di dati viene misurata in bit, mentre in un computer quantico l'unità di misura è il qubit. Il principio che sta alla base del computer quantico, è che le proprietà quantistiche delle particelle possono essere utilizzate per rappresentare strutture di dati, e che il complesso meccanismo della meccanica quantistica può essere sfruttato per eseguire operazioni su tali dati.

La prima idea di computer quantico la espose Richard Feynman nel 1982 pensandolo sulla base della sovrapposizione di stati delle particelle elementari.

Anche Eric Drexler indipendentemente rifletté sulla costruzione di computer molecolari (Nel suo libro Engines of creation: Motori della creazione).

Nel 1985 David Deutsch ne dimostrò la validità.

Nel 1994 Peter Shor dimostrò che così sarebbe stato possibile fattorizzare qualsiasi numero a grandi velocità.

Nel 1998 il fisico Bruce Kane propone la costruzione di un elaboratore quantistico su atomi di fosforo disposti su uno strato di silicio di 25 nanometri. Verrà chiamato computer quantistico di Kane.

Ultimamente si susseguono di continuo molte scoperte e innovazioni che possono aiutare nella costruzione di un computer quantistico. I campi di studio per arrivare ad applicazioni pratiche sono la nanotecnologia (nanoelettronica, optoelettronica e elettronica molecolare, nanochimica, fotonica, fisica delle particelle), la spintronica oltre che all'informatica, alla crittografia e alla logica quantistica.

Nei computer quantistici potrebbero essere utilizzati nanotubi di carbonio (utilizzabili come memorie o come elaboratori d'informazione), la correlazione quantistica (comunicazione), atomi artificiali, fotoni (comunicazione), materiali superconduttori e autoassemblanti, pozzi quantistici.

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Computer grafica 3D

Immagine generata con la computer grafica 3D

La Computer grafica 3D è un ramo della computer grafica che si basa sull'elaborazione di modelli virtuali in 3D da parte di un computer. Essa viene utilizzata insieme alla computer animation nella realizzazione di immagini visuali per cinema o televisione, videogiochi, ingegneria, usi commerciali o scientifici. Il termine può anche essere riferito ad immagini prodotte con lo stesso metodo.

La grafica computerizzata tridimensionale è basilarmente la scienza, lo studio e il metodo di proiezione della rappresentazione matematica di oggetti tridimensionali tramite un'immagine bidimensionale attraverso l'uso di tecniche come la prospettiva e l'ombreggiatura (shading) per simulare la percezione di questi oggetti da parte dell'occhio umano. Ogni sistema 3D deve fornire due elementi: un metodo di descrizione del sistema 3D stesso ("scena"), composto di rappresentazioni matematiche di oggetti tridimensionali, detti "modelli", e un meccanismo di produzione di un'immagine 2D dalla scena, detto "renderer".

Oggetti tridimensionali semplici possono essere rappresentati con equazioni operanti su un sistema di riferimento cartesiano tridimensionale: per esempio, l'equazione x²+y²+z²=r² è perfetta per una sfera di raggio r. Anche se equazioni così semplici possono sembrare limitative, l'insieme degli oggetti realizzabili viene ampliato con una tecnica chiamata geometria solida costruttiva (CSG, constructive solid geometry), la quale combina oggetti solidi (come cubi, sfere, cilindri, ecc.) per formare oggetti più complessi attraverso le operazioni booleane (unione, sottrazione e intersezione): un tubo può ad esempio essere rappresentato come la differenza tra due cilindri aventi diametro differente.

Anche questa tecnica non risulta però sufficiente a descrivere con equazioni semplici una gran quantità di oggetti, per cui non è di utilizzo comune. Per modellare superfici curve in modo arbitrario si possono usare le patch, ovvero l'estensione delle spline, che approssimano curve continue, alle tre dimensioni. Le patch più comunemente usate sono in pratica basate su spline NURBS.

L'impiego di equazioni matematiche pure come queste richiede l'utilizzo di una gran quantità di potenza di calcolo, e non sono quindi pratiche per le applicazioni in tempo reale come videogiochi e simulazioni. Una tecnica più efficiente, ma che permette un minore livello di dettaglio, per modellare oggetti consiste nel rilevare solo alcuni punti dell'oggetto, senza informazioni sulla curva compresa tra di essi. Il risultato è chiamato modello poligonale. Questo presenta "faccette" piuttosto che curve, ma sono state sviluppate tecniche di rendering per ovviare a questa perdita di dati.

Delle superfici poligonali di un modello senza informazioni sulla curvatura possono essere comunque raffinate per via algoritmica in superfici perfettamente curve: questa tecnica è chiamata "superfici di suddivisione", perché la superficie viene suddivisa con un processo iterativo in più superfici, sempre più piccole, fedeli alla curva interpolata e che vanno a comporre un'unica superficie sempre più liscia.

Una scena si compone di "primitive" (modelli tridimensionali che non possono essere ulteriormente scomposti); il modo più semplice per organizzarla è quello di creare un array di primitive, ma questo metodo non permette una descrizione più dettagliata della scena, semplicemente "spiega" al renderer come disegnare la stessa. Una tecnica più avanzata organizza gli oggetti in una struttura dati ad albero (scene graph), che permette di raggruppare logicamente gli oggetti (ad esempio, si può quindi replicare più volte un oggetto, avendolo modellato attraverso più patch NURBS raggruppate, all'interno della stessa scena).

Le primitive sono generalmente descritte all'interno del proprio sistema di riferimento locale, e vengono posizionate sulla scena attraverso opportune trasformazioni. Le trasformazioni affini più impiegate, come omotetia, rotazione e traslazione, possono essere descritte in uno spazio proiettivo con una matrice 4x4: esse si applicano moltiplicando la matrice per il vettore a quattro componenti che rappresenta ogni punto di controllo delle curva. La quarta dimensione è denominata coordinata omogenea.

Ad ogni nodo dello scene graph è associata una trasformazione, che si applica anche ad ogni nodo sottoposto, ricreando l'interazione fisica tra oggetti raggruppati (come quella tra un uomo e il suo vestito). Anche in sistemi di modellazione e rendering che non fanno uso di scene graph è comunque generalmente presente il concetto di trasformazione applicata "in verticale".

Il rendering è il processo di produzione dell'immagine finale a partire dal modello matematico del soggetto (scena). Esistono molti algoritmi di rendering, ma tutti implicano la proiezione dei modelli 3D su una superficie 2D.

Gli algoritmi di rendering si dividono in due categorie: scanline renderers e ray tracers. I primi operano oggetto per oggetto, disegnando direttamente su schermo ogni poligono o micropoligono; essi richiedono quindi che tutti gli oggetti (anche quelli modellati con curve continue) siano stati sfaccettati in poligoni. I secondi operano pixel per pixel, tracciando un raggio visuale immaginario dal punto di vista all'interno della scena, e determinando il colore del pixel dalle intersezioni con gli oggetti.

Una delle funzioni principali di un renderer è la determinazione della superficie nascosta. Il ray tracing svolge implicitamente questa funzione, determinando il colore di un pixel in base all'intersezione del raggio visuale col primo oggetto, ma per l'altro tipo di algoritmi servono tecniche più avanzate per determinare quale poligono sia il più vicino al punto di vista. Il metodo più semplice è quello di disegnare i poligoni a partire da quelli più lontani, in modo che quelli più vicini li sovrascrivano; ma questa tecnica, detta painter's algorithm, "algoritmo del pittore", si rivela inefficace con poligoni sovrapposti. Per risolvere questo problema fu sviluppato lo z-buffering, che impiega un buffer per conservare la coordinata z relativa ad ogni pixel elaborato: se la profondità del poligono che sta per essere elaborato per il pixel è minore di quello in memoria, il pixel viene riscritto; altrimenti l'algoritmo passa al pixel successivo.

Un'immagine perfettamente nitida, con profondità di campo infinita non è affatto fotorealistica. L'occhio umano è abituato alle imperfezioni come il lens flare (il riflesso sulla lente), la limitatezza della profondità di campo e il motion blur ("effetto movimento") presenti nelle fotografie e nei film.

Lo shading (lett. "ombreggiatura") è il processo di determinazione del colore di un determinato pixel dell'immagine. Esso comprende in genere il processo di illuminazione (lighting), che ricostruisce l'interazione tra gli oggetti e le sorgenti di luce: a questo scopo sono necessari per un modello di illuminazione le proprietà della luce, le proprietà di riflessione e la normale alla superficie nel punto in cui l'equazione di illuminazione viene calcolata.

Per produrre una rappresentazione visuale dell'immagine efficace, bisogna simulare la fisica della luce. Il modello matematico più astratto del comportamento della luce è l'equazione di rendering, basata sulla legge di conservazione dell'energia. Essa è un'equazione integrale, che calcola la luce in una certa posizione come la luce emessa in quella posizione sommata all'integrale della luce riflessa da tutti gli oggetti della scena che colpisce quel punto. Questa equazione infinita non può essere risolta con algoritmi finiti, quindi necessita di approssimazione.

I modelli di illuminazione più semplici considerano solo la luce che viaggia direttamente da una sorgente luminosa ad un oggetto: questa è chiamata "illuminazione diretta". Il modo in cui la luce viene riflessa dall'oggetto può essere descritto da una funzione matematica, chiamata "funzione di distribuzione della riflessione bidirezionale" (bidirectional reflectance distribution function, BRDF), che tiene conto del materiale illuminato. La maggior parte dei sistemi di rendering semplifica ulteriormente e calcola l'illuminazione diretta come la somma di due componenti: diffusa e speculare. La componente diffusa, o Lambertiana corrisponde alla luce che viene respinta dall'oggetto in tutte le direzioni, mentre quella speculare alla luce che si riflette sulla superficie dell'oggetto come su uno specchio. Il modello di riflessione di Phong aggiunge una terza componente, ambientale, che fornisce una simulazione basilare dell'illuminazione indiretta.

Gli oggetti sono in realtà bombardati da moltissime sorgenti luminose indirette: la luce "rimbalza" da un oggetto all'altro finché non perde energia. L'"illuminazione globale" indaga questo comportamento della radiazione luminosa. Come l'illuminazione diretta, essa comprende una componente diffusa ed una speculare. La riflessione reciproca diffusa riguarda la luce che colpisce un oggetto dopo averne già colpito un altro. Dal momento che questo ha assorbito una data lunghezza d'onda dello spettro della luce che lo ha colpito, la luce che respinge ha un colore diverso da quella da cui è illuminato. La riflessione reciproca speculare si manifesta generalmente con caustiche (ovvero con la concentrazione della radiazione luminosa in un punto da parte di una superficie speculare, come quella ottenibile dalla luce solare con una lente).

Dato che gli algoritmi completi di illuminazione globale, come Radiosity e il photon mapping, richiedono grande capacità di calcolo, sono state sviluppate tecniche per approssimare l'illuminazione globale. L'algoritmo di occlusione ambientale, ad esempio, calcola da quanta luce ambientale può essere raggiunto ogni punto di un modello.

I modelli poligonali impiegati in applicazioni in tempo reale non possono avere un alto livello di dettaglio; il sistema più semplice per illuminarli è calcolare un valore di intensità luminosa per ogni poligono, basato sulla sua normale. Questo metodo è chiamato flat shading, dato che rivela la forma "piatta" di ogni poligono. Per evitare questa "sfaccettatura", i valori corrispondenti ai vertici devono essere interpolati. Il Gouraud shading calcola l'intensità luminosa ad ogni vertice del modello basandosi sulla normale corrispondente, quindi esegue una interpolazione lineare su tutta la superficie del poligono. Il difetto più evidente di questa tecnica è che "perde" i riflessi speculari vicini al centro di un poligono. La soluzione data dal Phong shading è l'interpolazione su tutta la superficie del poligono delle normali ai vertici, e successivamente il calcolo dell'illuminazione pixel per pixel.

Queste equazioni si applicano a oggetti che possiedono colorazione propria, ma modellare ogni dettaglio presente sulla superficie di un oggetto sarebbe enormemente dispendioso. Col texture mapping si può descrivere la superficie di un oggetto senza aggiungere complessità alla scena: un'immagine (texture) viene "spalmata" sulla superficie di un oggetto, come un planisfero su una sfera per creare un mappamondo; durante lo shading, il colore del modello viene identificato in quello della texture, nel suo pixel ("texel") corrispondente.

Dato che le texture non possono rispecchiare l'illuminazione della scena, ma solo il colore del modello, per "perturbare" le normali ai poligoni si usa il bump mapping. Questo fa uso di immagini che contengono, anziché un colore, un valore usato per modificare la normale al poligono nel punto corrispondente, e modificare così la forma della superficie. Questa tecnica aggiunge "ruvidità" alle superfici con grande risparmio di poligoni.

Il normal mapping è una tecnica che sostituisce invece di perturbare la normale alla superficie: una normal map è un'immagine a 3 canali in cui ogni pixel rappresenta un vettore 3D, ovvero la normale al punto stesso.

L'obiettivo di ogni algoritmo di shading è determinare il colore risultante di uno specifico punto sulla superficie di un oggetto. Gli shader programmabili offrono grande versatilità in questo, basandosi su linguaggi di programmazione specifici detti "linguaggi di shading". Questi linguaggi vengono sviluppati per applicazioni specifiche nella computer grafica, e includono algebra lineare e caratteristiche mirate alle problematiche di illuminazione. Gli shader possono includere qualsiasi tecnica di illuminazione, texture mapping e manipolazione geometrica. Uno "shader procedurale" determina il colore risultante in maniera completamente algoritmica: possono così risultare convincenti senza bisogno di grandi texture.

Formano una classe a sé stante i "vertex shader" e i "pixel shader", designati appositamente per funzionare insieme ad algoritmi scanline e per girare su una GPU. Mentre in precedenza ogni hardware grafico implementava una specifica pipeline che costringeva l'utilizzatore ad usare esclusivamente il modello di illuminazione per cui era programmato l'hardware, con questa categoria di shader ogni momento del rendering è sotto il controllo dello sviluppatore.

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Sony Computer Entertainment

La Sony Computer Entertainment, Incorporated è una società giapponese lavorante nell'ambito dei videogiochi e delle console. Fu fondata il 16 novembre 1993 a Tokyo come sussidiaria della Sony Corporation.

SCEI gestisce la ricerca e lo sviluppo,la prodzione e la vendita di hardware riguardanti il marchio PlayStation; ma è anche editore e sviluppatore di videogiochi per i propri sistemi con diverse filiali distribuite in America, Europa, Oceania e Asia.

Il presidente e CEO di SCEI è stato Ken Kutaragi, che è anche conosciuto come il "Padre della PlayStation". Kutaragi è stato il presidente di SCEI fino al 30 novembre 2006, quando è stato sostituito da Kazuo Hirai; il quale a sua volta è stato sostituito da Jack Tretton come presidente e CEO di Sony Computer Entertainment America.

Attualmente SCEI ha sede a Tokyo, ma anche uffici sparsi in tutto il mondo.

Prima incursione nel mercato videoludico da parte di Sony,la PlayStation (PSX durante la fase di sviluppo, attualmente PSone) inizialmente sarebbe dovuta essere una periferica in grado di leggere i cd per lo SNES (Super Nintendo Entertainment System, conosciuto anche come Super Famicom in Giappone) come risposta al Sega Mega CD, periferica sviluppata congiuntamente da Sega e JVC da aggiungere al Sega Mega Drive. Quando i piani per lo sviluppo del lettore cd per lo SNES furono segretamente cancellati da parte di Nintendo, la Sony decise di farne una console completa.

Al momento la console più venduta e famosa al mondo, la PlayStation 2 fu rilasciata in Giappone il 4 marzo del 2000, in Nord America il 26 ottobre e in Europa il 24 novembre dello stesso annno.La PlayStation 2 offre una grafica di nuova generazione (rispetto alla quinta generazione di console) e fu la prima console ad avere funzionalità di riproduzione DVD. La console venne criticata da alcuni sviluppatori di videogame per la sua difficoltà di programmazione; ma nonostante ciò la ps2 ha avuto un enorme sostegno da terze parti ed è divenuta un grande successo commerciale.

Nel Dicembre 2003, la Sony ha aggiornato l'hardware della PlayStation 2 aggiungendo un masterizzatore DVD, un hard disk e funzionalità di video recorder. Il sistema così aggiornato è stato indicato con il nome di PSX( un acronimo utilizzato anche per indicare la prima PlayStation durante la sua fase di sviluppo), aggiungendo anche ha un'estesa connettività con la PSP. tuttavia, si tratta di un dispositivo molto costoso e a causa della sua impopolartà non è mai stato pubblicato al di fuori del Giappone.

La PlayStation 3 è l'ultima console rilasciata da Sony Computer Entertainment,Inc; che proietta il marchio PlayStation nella settima era, la cosidetta next-gen. La PlayStation 3 si avvale di una nuovissima e potentissima CPU chiamata CELL che, grazie anche ad una scheda grafica RSX Reality Synthesizer offre una grafica totalmente nuova e impressionante (rispetto alla old-gen); il tutto in HD.

La Pocketstation è una mini-console di videogiochi creata a Sony come una periferica della PlayStation. Fu rilasciata nel solo teriitorio giapponese il 23 dicembre 1998; ed è dotata di display LCD,suono, un vero orologio e capacità d comunicazione ad infrarossi.

La PlayStation Portable (プレイステーションポータブル, Pureisutēshon Pōtaburu?) (PSP) è una console da gioco portatile rilasciata e prodotta da Sony Computer Entertainment, come una incursione nel mercato delle console portatili che è stato ed è ancora dominato da Nintendo; anche se la PSP è divenuta la maggior concorrente di Nintendo. Il suo sviluppo è stato annunciato durante l'E3 2003, ed è stato ufficialmente inaugurato il 11 maggio 2004 in una conferenza stampa Sony prima E3 2004. Il sistema è stato rilasciato in Giappone il 12 dicembre 2004, negli Stati Uniti e il Canada sul 24 marzo 2005 e in Europa e in Italia il 1 settembre 2005. La versione Slim & Lite della console è stata annunciata all' E3 2007; ed è stata ufficialmente disponibile in Nord America, Europa e Giappone a settembre 2007.

Il 14 settembre 2005 fu fondata la divisioneSony Computer Entertainment Worldwide Studios (SCE WWS)che avrà la responsabilità globale per la direzione creativa, tecnica e strategicaimpostazione di sviluppo e di produzione dei software prodotti da Sony Computer Entertainment per la famiglia PlayStation. Shuhei Yoshida è stato nominato come presidente di SCE WWS il 16 maggio 2008. Yoshida è stato assunto da Kazuo Hirai, che è stato titolare del posto, dopo Phil Harrison (un ex SCEE VP) che ha lasciato la società all'inizio del 2008.

Sony Computer Entertainment Europe Ltd.

Sony Computer Entertainment Korea Inc.

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Computer desktop

Il computer desktop, spesso abbreviato in desktop, anche chiamato più raramente computer da scrivania ("desktop" in italiano significa "scrivania"), è una tipologia di computer contraddistinto dall'essere general purpose (cioè non destinato a specifici compiti; è quindi esclusa ad esempio la console per videogiochi), monoutente (cioè utilizzabile da un solo utente alla volta), destinato ad un utilizzo non in mobilità (sono quindi esclusi ad esempio il computer portatile e il computer palmare) e principalmente produttivo (è quindi escluso l'home computer, destinato ad un utilizzo principalmente didattico/ludico, e la prima generazione di microcomputer, destinata ad un utilizzo hobbistico), e di dimensioni tali per cui l'installazione in una scrivania risulta la più appropriata per un comodo utilizzo.

In tale tipologia di computer rientrano in pratica solo la gran parte dei personal computer (sono esclusi come detto i computer portatili) e la gran parte delle workstation (sono escluse le primissime workstation le quali avevano dimensioni molto ingombranti tali per cui non erano adatte ad essere installate in una scrivania).

Il desktop si distingue quindi dal portatile, ma anche da altre tipologie di computer come il server (computer destinato ad offrire un servizio ad altri computer, spesso in una rete di computer), il palmare, il mainframe.

Talvolta, in una accezione più ristretta, per desktop si intente un computer con case di tipo desktop (un tipo di case che si sviluppa in orizzontale invece che in verticale, caratteristica propria invece dei case di tipo tower).

Il desktop è caratterizzato da una notevole espandibilità (si possono cioè aggiungere internamente altri componenti) e da prestazioni quasi sempre superiori rispetto al computer portatile in ragione di maggiori risorse hardware (un maggiore quantitativo di memoria RAM, uno o più hard disk di maggiori capacità, ecc.).

Un tipologia particolare di desktop è l'all-in-one, un computer non portatile che ha integrato nel case il monitor ed eventualmente anche la tastiera.

Negli ultimi anni, l'evoluzione tecnologica, la concorrenza tra le aziende informatiche e la richiesta sempre maggiore di prodotti, ha provocato un repentino abbassamento dei prezzi ma anche l'obsolescenza anticipata. I computer moderni, infatti, hanno un tempo di vita utile (prima di diventare obsoleti) che raramente supera i quattro/cinque anni.

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Source : Wikipedia