Concetti di base sull’informatica -...
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Concetti di base sull’informatica Laboratorio Informatico di Base
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Concetti di base sull’informatica
Laboratorio Informatico di Base
Codificadifilmatiu Immaginiinmovimentosonomemorizzatecome
sequenzedifotogrammiu Ingeneresitrattadisequenzecompressedi
immagini§ adesempiosipossonoregistraresololevariazionitraun
fotogrammael’altro
u Esistonovariformati(comprendenteilsonoro):§ mpeg,avi(microsoft),quicktime(apple),mov
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Compressionedeidatiu Lossless
§ Senzaperditadiinformazione§ Utilizzataperprogrammi,documenti,…
u Lossy§ Conperditadiinformazione§ Rapportodicompressionevariabiledall’utente§ Immagini:
§ GIF,JPEG(eliminalievicambiamentidicolore)§ Animazioni:
§ MPEG(memorizzasolodifferenzetrafotogrammi)§ Audio:
§ MP3(eliminasuoniabassovolumesovrapposticonsuoniadaltovolume)
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CompressioneJPEG(esempio)
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Codifica Bitmap
- 800 x 600
- 16,8 mln colori (24 bit)
dimensione = 1.440.000 byte
≈ 1406 KB
Fattore qualità 1% ( 9 KB ) Fattore qualità 10% ( 12 KB )
Fattore qualità 90% (253 KB )
Sistemidinumerazione
§ Numero: entità astratta § Numerale: stringa di caratteri (che sono finiti e caratteristici dei sistemi di
numerazione) che rappresenta un numero in un dato sistema di numerazione
§ Sistema di numerazione: definito da: § Un insieme di simboli base (CIFRE) § Un insieme di regole per rappresentare un numero mediante una
stringa di cifre § Un insieme di operazioni
§ Base del sistema di numerazione: numero di simboli utilizzati (es. Base 2: 0 e 1)
§ NOTA: lo stesso numero è rappresentato da numerali diversi in diversi sistemi § 156 nel sistema decimale § CLVI in cifre romane
Sistemidinumerazioneposizionali
§ Ilvaloredelnumerorappresentatodaunnumeraledipendedallecifreusateedallaloroposizionenellastringa
§ Esempio:Ilsistemadecimale(base10)§ Allecifre(0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)vengonoassociatinell’ordinei
primi10numerinaturali§ Indicataconilaposizioneoccupatadallacifracinunastringa(0èla
primaposizioneapartiredadestra),ilnumerorappresentatodatalecifraèpariac*10i
§ Es:lastringa4125(inbase10)rappresentailnumero: 4*103+1*102+2*101+5*100=4000+100+20+5=4125
Notazioneposizionale(decimale)
u Datoilnumerale354,ossia3centinaia,5decine,4unità
u Ilnumeroè:3*102+5*101+4*100
u inbase10con3cifrepossorappresentareinumerida0a999:1000numeri,paria103(labase10elevataapotenza,conesponenteugualealnumerodicifrecheuso)
Notazioneposizionale(decimale)
Datounnumeraleespressocome:u cncn-1…c1c0
§ doveicoefficienticipossonoesserelecifreda0a9
Ilnumerocorrispondenteè:u cn*10n+cn-1*10n-1+…+c1*101+c0*100
u Inbase10conNcifrepossorappresentarei10Nnumerida0a10N-1
Notazioneposizionale(generale)
u DataunabaseBu consideratoilnumeralecncn-1…c1c0
§ doveicoefficienticipossonoesserelecifreda0aB-1
u Ilnumerocorrispondenteè:u cn*Bn+cn-1*Bn-1+…+c1*B1+c0*B0
u conNcifrepossorappresentareiBNnumerida0aBN-1
Notazioneposizionale(binaria)
u ConsiderandoB=2u Datoilnumerale:
§ cncn-1…c1c0
§ doveicoefficienticipossonoessere0o1
§ Ilnumeroè:cn*2n+...+c2*22+c1*21+c0*20
u conNcifreriescoarappresentarei2Nnumerida0a2N-1
Conversionedanotazionebinariaadecimale
u Es.lasequenzabinaria1011rappresentailnumero:1*23+0*22+1*21+1*20=1*8+0*4+1*2+1*1=11
u Generalmentesiindica:10112=1110
Conversionedadecimaleabinario
u dividoilnumeroper2:ilrestoèlacifrac0
u dividoilrisultatoper2:ilrestoèlacifrac1
u dividoilrisultatoper2:ilrestoèlacifrac2
u mifermoquandoilrisultatoè0(conresto1)
Conversionedadecimaleabinario
u Conversionedi291029/2 = 14 R=1(c0)14/2 = 7 R=0(c1)7/2 = 3 R=1(c2)3/2 = 1 R=1(c3)1/2 = 0 R=1(c4)u 111012
Conversionedadecimaleabinario
u Infatti...111012=1*24+1*23+1*22+0*21+1*20=16+8+4+1=2910
Aritmeticabinaria
u Sommatranumeribinari
+ 0 1 0 0 1 1 1 10
Sommatranumeribinari:alcuniesempi
1 +1 =
1 0
1 0 1 +1 1 =
1 0 0 0
1 1 0 1 0 +1 0 1 =
1 1 1 1 1
Codificadeinumeriinterinegativi
u Primasoluzione:1bitperilsegno,glialtriperilvaloreassolutodelnumero
u conquattrobit:0000+01000-00001+11001-10010+21010-2... ...0111+71111-7
Codificadeinumeriinterinegativi
u duecontroindicazioni:§ 2rappresentazionidello0§ nonsipossonoapplicareleregoletradizionaliperle
operazioniaritmetiche:
0 0 1 0 + +21 0 1 1 = -31 1 0 1 -5
Codificadeinumeriinterinegativi:complementoa2
u Rappresentazioneincomplementoa2(complementoa1+1)
§ bitpiùsignificativo(piùasx)perrappresentareilsegno(0peril+,1peril-)
§ comunerappresentazionebinariaperinumeripositivi
§ perinumerinegativi:inversionedeirestantibit(0à1e1à0)epoisisomma1inalternativa:
§ datiNbit,codificoinbinarioilnumerorisultatoda2N–num(es.Con4bitpercodificareincomplementoa2-7calcolo16-7=9ecodifico9inbinario:1001)
Rappresentazioneincomplementoa2:esempio
u -5conquattrobit§ ilbitdisegnoè1
u Conversione: 510=01012u Inversione: 0101à1010u Sommadi1: 1010+1=1011u Verifica: +5 à0101
–5 à1011 =0 =(1)0000
Conversionedacomplementoa2indecimaleconsegno
u seprimacifra0ànumeropositivoàconversionesolita(es.0100à+4)
u seprimacifra1ànumeronegativoৠinversionedeibit(tranneilprimo)
§ conversionedabinarioadecimale
§ sommadi1
Conversionedacomplementoa2indecimaleconsegno:esempio
u 1101§ tolgoilbitdisegnoà101§ Inversioneà010§ Conversioneindecimaleà0102=210§ Sommaà2+1=3§ Segnoà-3
Rappresentazioneincomplementoa2
u Conquattrobit:
0000 0 1000 -80001 +1 1001 -70010 +2 1010 -60011 +3 1011 -50100 +4 1100 -40101 +5 1101 -30110 +6 1110 -20111 +7 1111 -1
Ingenerale
u ConNbitho2Nconfigurazionipossibili
u Considerandointeripositivicodificoinumerida0a2N-1
u Considerandointeripositivienegativi(complementoa2)codificoinumeri:§ positivi:da0a2N-1-1§ negativi:da-2N-1a-1
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Operatori booleani
La logica booleana è alla base della costruzione deglielaboratoridigitali.Lavariabilebooleanapuòassumeresoloduestati(1/0,vero/falso,acceso/spento).
AND (congiunzione logica): prevede due o più variabili ininputeunasolavariabileinoutput.RestituisceVero(oppure1) se tutte le variabili di Input sono vere (oppure 1),restituisceFalsoneglialtricasi.
Es.:l’esamehaesitopositivosesuperoscrittoeorale.
SCRITTO (INPUT) ORALE (INPUT) ESITO (OUTPUT) SUPERATO (VERO) SUPERATO (VERO) POSITIVO (VERO) SUPERATO (VERO) SUPERATO (FALSO) NEGATIVO (FALSO) SUPERATO (FALSO) SUPERATO (VERO) NEGATIVO (FALSO) SUPERATO (FALSO) SUPERATO (FALSO) NEGATIVO (FALSO)
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Operatori booleani
OR (disgiunzione inclusiva): prevede o più variabili ininputeunasolavariabileinoutput.RestituisceVero(oppure1)sealmenounadellevariabilidiInputèvera(oppure1),restituisceFalsoneglialtricasi.Es.:indossoilcappottosepioveofafreddo(oentrambi).
PIOGGIA (INPUT) FREDDO (INPUT) CAPPOTTO (OUTPUT) SI (VERO) SI (VERO) INDOSSATO (VERO) SI (VERO) NO (FALSO) INDOSSSATO (VERO) NO (FALSO) SI (VERO) INDOSSATO (VERO) NO (FALSO) NO (FALSO) NON INDOSSATO (FALSO)
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Operatori booleani
NOT (negazione): ha una variabile in input ed unavariabileinoutput.Restituisceunvalorecheèl’oppostodiquelloricevutoininput.1 ! NOT ! 0 0 ! NOT ! 1
