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IntroduzioneRappresentazione dell’informazione

Architettura del calcolatoreLe reti ed internet

Fondamenti di programmazione

Codifica (binaria) dell’informazioneInformazione alfanumericaInformazione multimediale

Come si misura la memoria di un calcolatore?

Definizione

Il byte è definito come unità di misura di memoria.

I multipli del byte sono:

KiloByte (KB) - 1 KB = 210 byte = 1024 byte

MegaByte (MB) - 1 MB = 220 byte = 1024 KB ≃ 1 milione di byte

GigaByte (GB) - 1 GB = 230 byte = 1024 MB ≃ 1 miliardo di byte

TeraByte (TB) - 1 TB = 240 byte = 1024 GB ≃ 1000 miliardi di byte

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Dr. Marco Manna - Corso di INFORMATICA - A.A. 2009/10 Laurea triennale - Comunicazione&DAMS - UNICAL

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Notazione decimale


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Notazione binaria


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Come codifichiamo i caratteri?

Per rappresentare i simboli dell’alfabeto anglosassone (0 1 2 . . . AB . . . a b . . . ) bastano 7 bit (27 = 128)

Nota: B e b sono simboli diversi

Contiamo: 26 maiuscole + 26 minuscole + 10 cifre + 33 segni diinterpunzione + 33 caratteri di controllo = 128 oggetti

Per l’alfabeto esteso con simboli quali è ½ © . . . bastano 8 bit(28 = 256) come nella codifica accettata universalmente chiamataASCII (American Standard Code for Information Interchange) esteso

Per manipolare un numero maggiore di simboli si utilizza la codificaUNICODE a 16 bit (216 = 65.536)


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Codifica ASCII (standard)


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Codifica ASCII (esteso)


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Esempio


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Informazione Analogica

DefinizioneL’informazione si diceanalogica (o continua) quandoè caratterizzata da un numeroinfinito (non numerabile) di“sfumature” o “particolari”.


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Problema

In un computer non è possibile memorizzare un numero infinito di“sfumature” o “particolari”:

A differenza delle cifre e dei caratteri alfanumerici, per leinformazioni analogiche (es. un quadro, un tuono) non esiste (apriori) un’unità minima di riferimento

ProblemaCome possiamo “spezzettare” l’informazione analogica in binary-digit(ovvero in BIT) per renderla digitale?


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Digitalizzazione

Definizione

La digitalizzazione (o campionamento) è il processo di conversione, cheapplicato ad informazione analogica determina il passaggio dal campo deivalori continui a quello dei valori discreti.

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Digitalizzazione


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Digitalizzazione (7x4 = 28 pixel)


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Immagine (analogica) originale


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Profondità di colore

La profondità di colorerappresenta il numero disfumature di colore differenti.

Nella codifica RGB (Red - Green- Blue) per ogni colore si usanoN bit così da disporre di 2N

sfumature diverse:

Con N = 2 abbiamo 22= 4

sfumature e 43= 64 colori

Con N = 8 abbiamo28= 256 sfumature e

2563= 16 milioni di colori


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Risoluzione

La risoluzione rappresenta il livello di dettaglio (numero di pixel) usato perrappresentare l’immagine.

Risoluzioni tipiche:

640 x 480 pixel = 307.200 pixel

800 x 600 pixel = 480.000 pixel

1024 x 768 pixel = 786.432 pixel

1280 x 1024 pixel = 1.310.720 pixel (circa 1 MegaPixel) = 3.932.160byte (circa 4MB come bitmap)

3264 x 2448 pixel = 7.990.272 pixel (circa 8 MegaPixel) = 23.970.816byte (circa 24 MB come bitmap)


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Codifica dei filmati

Le immagini in movimento sono memorizzate come sequenze difotogrammi:

Si sfrutta la limitatezza della capacità percettiva dell’occhioumano

La sequenza continua di immagini viene discretizzata ottenendouna serie di immagini (frame) che variano velocemente, ma adintervalli stabiliti

In genere si tratta di sequenze compresse di immagini

Ad esempio si possono registrare solo le variazioni tra unfotogramma e l’altro


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Formati video

Esistono vari formati (che includono anche il sonoro):

MPEG rappresenta un insieme di standard che si evolvono sindal 1988 ad opera del Moving Picture Experts Group e sonoattualmente tra gli standard più universalmente utilizzati

AVI (Audio Video Interleave) è un formato proprietario realizzatodalla Microsoft nel 1992

QuickTime è un formato proprietario sviluppato da Apple apartire dal 1991

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È possibile ritoccare i singoli fotogrammi


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I suoniL’enorme sviluppo della rete di comunicazione Internet ha fortementecontribuito allo sviluppo di sofisticate tecniche di compressione di filesmultimediali al fine di garantire una maggiore rapidità nella trasmissione didati.

Navigando in internet o semplicemente accendendo il PC è normaleimbattersi in diversi formati audio, spesso più adatti per creare effetti sonori ocommentare musicalmente giochi, applicazioni multimediale, pagine Web.

Per la creazione di files audio esistono varie tecnologie accomunate ad unobiettivo di fondamentale importanza: la compressione dei dati. Lo spazioche può occupare un segnale audio dipende essenzialmente da tre cose:

1 Frequenza di campionamento (numero di campioni al secondo)2 Il numero di bit per campione (8 bit, 16 bit oppure 24 bit)3 Il numero di canali (mono, stereo, quadri, 4.1, 5.1)


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Codifica dei suoniSi effettuano dei campionamenti su dati analogici:

L’onda sonora viene misurata (campionata) ad intervalli regolari

Si rappresentano i valori campionati con valori digitali

La frequenza del campionamento determina la fedeltà dellariproduzione del suono

Minore è l’intervallo di campionamento e maggiore è la qualitàdel suono

CuriositàI CD musicali sono realizzati con 44.000 campionamenti al secondo econ 16 bit per campione.


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DVD Audio


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Formati audioEsistono vari formati:

WAV (formato audio per la forma d’onda) è un formato audiosviluppato da Microsoft e IBM per personal computer. I dativengono salvati in blocchi.

MP3 (Motion Picture Expert Group-1/2 Audio Layer 3), è unalgoritmo di compressione audio in grado di ridurredrasticamente la quantità di dati richiesti per memorizzare unsuono, rimanendo comunque una riproduzione accettabilmentefedele del file originale non compresso.

MIDI (Musical Instrument Digital Interface) si indica il protocollostandard per l’interazione degli strumenti musicali elettronici(anche tramite un computer).

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