GPS: el sistema de posicionament global

Per a molts, les vacances estan a punt de començar i ben aviat recorreran carreteres desconegudes. Sens dubte, agrairan una eina que ha millorat enormement la nostra orientació: el GPS.

Sobre aquest sistema, el nostre servei TECNOLOGIA I SOCIETAT (http://www.tibidaboedicions.cat/) conté un tema (EL SISTEMA DE POSICIONAMENT GLOBAL, GPS) del qual us oferim el vídeo i un fragment del text:

“El GPS fou ideat com sistema de navegació, és a dir, per determinar posicions de receptors en moviment. La forma de proporcionar aquesta capacitat de manera universal passava per col·locar a l’espai transmissors de ràdio d’alta freqüència. Aquest és un dels principis en què es basa el sistema GPS, la capacitat que té un transmissor situat a l’espai i enviant una ona de ràdio d’alta freqüència, per donar cobertura a una àrea considerable de la superfície de la Terra, travessant sense gaire dificultat els diferents mitjans que troba al seu camí.

L’arquitectura del sistema GPS la formen tres components: el segment espacial, el de control i el d’usuari.

El segment espacial és la constel·lació de satèl·lits NAVSTAR, que consta de 24 satèl·lits que orbiten dos cops al dia al voltant de la Terra a una distància d’uns 20.000 quilòmetres. El disseny geomètric de la constel·lació fa que els satèl·lits estiguin col·locats de manera que es pugui rebre senyal procedent de, si més no, quatre d’ells en tot moment i a qualsevol lloc de la Terra. El primer satèl·lit GPS es va llançar l’any 1978 i la constel·lació va quedar completada i el sistema plenament operatiu l’any 1994, tot i que des d’aleshores s’han efectuat diversos llançaments més, per substituir satèl·lits envellits.

El segment de control consisteix en cinc estacions de seguiment i monitorització dels satèl·lits, capaces de transmetre informació als satèl·lits per a que aquests la proporcionin a l’usuari.

El segment d’usuaris el constitueixen els equips de recepció de senyal GPS. Els receptors GPS poden ser instal·lats en vaixells, avions, cotxes o transportadors en mà. Els receptors detecten, descodifiquen i processen els senyals procedents dels satèl·lits. Al mercat hi ha centenars de models amb diferents capacitats de recepció i emmagatzematge d’informació.

El correcte funcionament del sistema està basat en un flux permanent d’informació entre els diferents elements que componen els tres segments. “

Aprofitem per recordar-vos que al nostre canal a youtube podeu trobar aquest i més documents: http://www.youtube.com/user/tibimedia

El present i futur del control automàtic.

El vídeo que us oferim forma part del nostre servei TECNOLOGIA I SOCIETAT (http://www.tibidaboedicions.cat/), així com el següent fragment:


"EL CONTROL AUTOMÀTIC

El control automàtic d’un sistema consisteix en corregir-lo de forma autònoma fins que arribi a tenir un comportament desitjat. Per tant, es tracta d’actuar automàticament sobre el sistema fins aconseguir l’efecte desitjat. Per exemple, a una rentadora si se selecciona un cert programa de rentat de la roba, funciona autònomament (entra un cert volum d’aigua, s’escalfa l’aigua fins una certa temperatura, es produeix un moviment del tambor amb la roba i l’aigua calenta durant un temps, treu l’aigua i asseca la roba girant el tambor a una alta velocitat) fins aconseguir l’efecte de rentat desitjat.

Generalment el control automàtic es realitza amb un llaç de realimentació (“feedback”) que utilitza la informació sobre el comportament del sistema per actuar en un o altre sentit sobre ell mateix fins assolir el comportament desitjat, això vol dir que s’actua sobre el sistema en funció de la desviació (error) entre l’efecte desitjat i l’efecte real observat.

Un control automàtic realimentat necessita bàsicament tres components: 1) el controlador que actua sobre el sistema en funció de la desviació entre l’efecte desitjat i el real, 2) el propi sistema que reacciona davant l’acció del controlador i 3) un sensor o mesurador que observi l’efecte real sobre el sistema i que realimenti aquesta informació al controlador."

ERRADES INFORMÀTIQUES: PER QUÈ?

Aquest mes de juny, United Airlines informava de la suspensió dels seus vols per una errada informàtica, el que va provocar retards i molèsties a milers de viatgers arreu del món.

Notícies premsa:
http://www.eitb.com/videos/noticias/internacional/detalle/683516/suspendidos-vuelos-united-airlines-fallo-informatico/

http://www.lavanguardia.com/internacional/20110618/54173552959/united-airlines-anuncia-el-restablecimiento-de-sus-sistemas-informaticos.html

Però d’errors informàtics n’hi ha sovint, de grans i de petits. En un altre cas, als EUA, el programa de visats va informar per error a milers d’immigrants que se’ls havia concedit el visat per viure als Estats Units (http://www.europapress.es/latam/sociedad/noticia-eeuu-error-informatico-loteria-visados-causa-anulacion-22000-permisos-residencia-eeuu-20110513174708.html).

I també als EUA, la NASA informava que un error informàtic va acabar amb una càpsula a Mart (http://www.elpais.com/articulo/sociedad/NASA/afirma/error/informatico/termino/Mars/Global/Surveyor/elpepusoc/20070414elpepusoc_1/Tes).

Està clar que la informàtica té un paper protagonista en la nostra societat. Així doncs, és lògic que ens preguntem per què fallen els sistemes informàtics?

Aquesta és la pregunta que mira de respondre un dels temes que formen part de l’obra CIENCIA I TECNOLOGIA (http://www.tibidaboedicions.cat/) i del qual forma part el vídeo que us oferim i el fragment de text que segueix:

“Avui en dia no es pot vendre cap mena de software assegurant que és lliure de fallades, que és el mateix que assegurar el seu funcionament. En molts casos no és per negligència del fabricant; simplement passa que les faltes existents al software escapen als controls de qualitat imposats pel fabricant (també anomenat desenvolupador) per diversos motius, com poden ser la complexitat del mateix software o la probabilitat que la fallada es produeixi sigui molt baixa. En d’altres casos el fabricant fa el software apressadament, posant per davant la data de llançament al mercat del producte als controls de qualitat als quals hauria de ser sotmès l’esmentat producte.

El control de qualitat d’un producte software és diferent al d’altres productes produïts per la indústria, ja que, a diferència d’una peça mecànica, no és res tangible. El control de qualitat d’un producte software es pot aconseguir utilitzant dos tipus de mesures:

- Preventives. Són les mesures preses a priori, o abans de fer el software. Defineixen una sèrie d’activitats a seguir durant la construcció del software, per a que el producte obtingut no sigui de mala qualitat.
-Correctives. Son aquelles mesures que es prenen a posteriori, un cop construït el producte software. En aquest moment s’avalua la qualitat del mateix i, si el valor obtingut és inferior al desitjat, es proposen millores a l’esmentat producte o al procés seguit per a construir-lo.

Dins de les mesures preventives s’agrupen totes les activitats relacionades amb el procés seguit per a la construcció de sistemes informàtics. Engloben les bones maneres o bon fer d’un sistema. De la mateixa manera que una casa no es fa començant a posar totxanes sense sentit, sinó que han de passar per etapes en les quals es fa un estudi geològic del terreny, es fan uns plànols de la mateixa, etc., desenvolupar un sistema software no és posar-se a treballar sense més, sinó que requereix passar per una sèrie d’etapes prèvies d’anàlisi del problema i disseny del sistema a construir.

Dins de les mesures correctives s’engloben les activitats pròpies de l’avaluació del producte software. L’avaluació d’un producte software es pot realitzar seguint dues estratègies diferents:

-Anàlisi estàtica. Estudien propietats del sistema software que són visibles quan aquest està en repòs.

-Anàlisi dinàmica o proves. Estudien propietats del sistema software que només poden manifestar-se quan el sistema es posa en funcionament.

Les tècniques d’anàlisi estàtica es basen en estudiar la forma del sistema, mentre que les tècniques d’anàlisi dinàmica es basen en estudiar el comportament del sistema. A aquestes alçades el lector ja ha de tenir una idea que els esforços per garantir la qualitat d’un sistema software són importants, tanmateix, resulten insuficients. Potser en el futur, quan la investigació en aquest tema avanci, o quan la programació no sigui tema d’humans, sinó de les pròpies màquines, es podrà arribar a produir software lliure de fallades al 100%.”

Els autòmats cel·lulars (cellular automata)

Us oferim aquest vídeo i un fragment de l'article dedicat als AUTÒMATS CEL·LULARS que forma part del nostre servei TECNOLOGIA I SOCIETAT (http://www.tibidaboedicions.cat/).

"Al segle XX hem assistit a tres grans revolucions científiques: la teoria quàntica, la genètica i les ciències de la computació. Curiosament, totes es distingeixen per una cosa en comú: la seva visió discreta de la realitat. El quant, el gen i el bit, respectivament, han estat els seus conceptes fundadors.

Von Newman, un dels matemàtics més extraordinaris d’aquell segle, va contribuir decisivament a les tres àrees. Les seves aportacions a la mecànica quàntica i al disseny de les modernes màquines de computació són de sobres conegudes. Però, què va tenir a veure amb la revolució genètica?

El somni de la creació de vida per l’home impregna totes les mitologies i cultures, des del Golem a Frankenstein, des dels caps parlants de la Grècia clàssica als autòmats mecànics de Vaucasson. Un punt clau és l’autoreproducció. Sota quines condicions un sistema és capaç de reproduir-se a ell mateix?

A la dècada dels cinquanta, Newman estava preocupat per aquest problema. Inicialment el va atacar des d’una perspectiva d’enginyer, mecànico-constructiva. Els ordinadors estaven començant al món i S. Ulam, un altre famós matemàtic, hi jugava simulant sistemes que avui anomenem autòmats cel·lulars (de l’anglès cellular automata o CA). Fou Ullam qui va proposar a Newman que utilitzés els CA per resoldre el seu problema. I la proposta va culminar en èxit. Els seus resultats profèticament coincidirien en allò essencial, amb el misteri de misteris que s’estava desentranyant en aquells moments: el codi genètic. Des d’aquells inicis l’estudi dels CA ha passat per diverses etapes, més o menys fosques, d’interès per a la comunitat científica. Fins que, a la dècada dels 80, C. Langton els va proposar com model abstracte per a l’estudi d’allò que va batejar com a vida artificial.

La fascinació que produeixen resideix en com la senzillesa de les seves regles locals genera patrons globals emergents. Avui els CA constitueixen una eina bàsica de simulació. Qualsevol sistema d’equacions diferenciables pot ser representat com un CA. I gràcies a la seva forma discreta s’adapta perfectament al discurs d’un ordinador."