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Facoltà di Scienze Motorie

Esame di InformaticaA.A. 2011/12

Lezione 2

Informatica - A.A. 2011/12 - Ver. 1.0 Andrea Colitta 2

LE UNITA’ DI MISURA (1/4)

La più piccola unità di misura usata in informatica è il bit (Binary digIT), cioè numero binario .

Due stati:

Con i bit si può capire se un oggetto è in un certo stato oppure no.

Il computer è in grado di riconoscere il passaggio (1) o no di corrente (0).

• 0 = spento, tensione assente

• 1 = acceso, tensione presente



Con una sequenza di bit posso avere a disposizione pi ù informazioni

• Con tre bit ho 8 stati : 000,001,010,011,100,101,11 0,111

• Con due bit ho gli stati 00,01,10,11

ES.



Il sistema di numerazione più diffuso è quello decimale , che si basa su 10 simboli:

0……..9.

• Ottale (0…..7)

Il numero di simboli utilizzati per rappresentare un numero è chiamato base .

Oltre al sistema binario esistono altri sistemi di numerazione:

• Esadecimale (0..9,a..f)

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Il primo multiplo del bit è il Byte (sequenza di 8 bi t)

8 è il numero minimo di bit che ci consente di rappresentare l’insieme dei simboli usati per comunicare (numeri, lettere, segni di punteggiatura…).

Altri multipli sono:

• Kylobyte (KB) = 2 10 byte = 1024 byte.

• Megabyte (MB) = 2 20 byte = 1.048.576 byte.

• Gigabyte (GB) = 2 30 byte = 1.073.741.824 byte.

• Byte (B) = 1 carattere.

• Terabyte (TB) = 2 40 byte = 1.099.511.627.776 byte.


La codifica delle informazioni

“.. BLA, BLA, BLA..” ..000111000011…


CODIFICA BINARIA

� Con 1 bit riesco a rappresentare 2 informazioni



� Con N bit codifico 2N informazioni


BYTE - WORD

� Un gruppo di 8 bit viene denominato byte

� Corrisponde alla memorizzazione di un carattere

� Consente di codificare 28= 256 informazioni diverse

� Un gruppo di 16 bit viene denominato word (parola)

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SISTEMA DI NUMERAZIONE

� Partiamo da quello più semplice ….

Il sistema di numerazione posizionale decimale


CONVERSIONE DA BASE b A BASE 10

Ogni numero (composto di n cifre) si esprime come la somma dei prodotti di ciascuna cifra C per la base b (nel nostro caso 10) elevata all’esponente che rappresenta la posizione della cifra (partendo da 0 a dx).


CONVERSIONE DA BASE b A BASE 10

numero = C n-1 * bn-1+ ….. + C1 * b1 + C0 * b0 (1)

Esempio: (2008)10 = 2x103+ 0x102+0x101+8x100


SISTEMA DI NUMERAZIONE

� Differenti sistemi di numerazione possono derivare da notazioni posizionali con base diversa

� In informatica si utilizzano prevalentemente i sistemi di numerazione binaria (base 2), ottale (base 8), ed esadecimale (base 16)

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SISTEMA DI NUMERAZIONE BINARIO

� Il sistema di numerazione binario (base 2) utilizza una notazione posizionale basata su 2 cifre (0 e 1) e sulle potenze di 2


ESEMPIO

� Numero binario: 101

� C2 = 1, C1 = 0, C0 = 1 Base b = 2

Applicando l'equazione (1) otteniamo: 101 = C2 * b2 + C1 * b1 + C0 * b0 =

1 * 22 + 0 * 21 + 1 * 20 = 5


SISTEMA DI NUMERAZIONE OTTALE

� Il sistema di numerazione ottale (base 8) utilizza una notazione posizionale basata su 8 cifre (da 0 a 7) e sulle potenze di 8


ESEMPIO

� Numero ottale: 106

� C2 = 1, C1 = 0, C0 = 6 Base b = 8

Applicando l'equazione (1) otteniamo: 106 = C2 * b1 + C1 * b1 + C0 * b0 =

1 * 82 + 0 * 81 + 6 * 80 = 70

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SISTEMA DI NUMERAZIONE ESADECIMALE

� Il sistema di numerazione esadecimale (base 16) utilizza una notazione posizionale basata su 16 cifre (da 0 a 9 poi A,B,C,D,E,F) e sulle potenze di 16

DEC 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

ESA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F


ESEMPIO

� Numero esadecimale: AC

� C1 = A, C0 = C Base b = 16

Applicando l'equazione (1) otteniamo: AC = C1 * b1 + C0 * b0 =

A * 161 + C * 160 =

10 * 161 + 12 * 160 = 172


CONVERSIONE DA BASE 10 A BASE b

� Si divide il numero n per la base b

� Si divide il quoziente della precedente divisione per b

� ….. e così via fino ad ottenere il quoziente 0

� I resti di ogni divisione sono le cifre dell’espressione in base b del numero n.


ALTRI ESEMPI

� Conversione da base 2 a base 10(1100)2 = 1x23+ 1x22+0x21+0x20

= (12)10

� Conversione da base 10 a base 2(210)10 = 105(r:0)/2 = 52(r:1)/2 = 26 (r:0)/2 =

13(r:0)/2 = 6(r:1)/2 = 3(r:0)/2 = 1(r:1)/2 = 0(r:1) = (11010010) 2

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ALTRI ESEMPI

Conversione da base 10 a base 2: (210)10

210/2 = 105 (r:0)105/2 = 52 (r:1)52/2 = 26 (r:0) 26/2 = 13 (r:0) 13/2 = 6(r:1) 6/2 = 3 (r:0)3/2 = 1 (r:1)1/2 = 0(r:1) = (11010010)2


PAUSA

Informatica - A.A. 2011/12 - Ver. 1.0 Andrea Colitta

MA PER I CARATTERI COME FACCIAMO?

Per codificare in formato binario un testo dobbiamo considerare che:� Un testo è una successione di caratteri� La successione di caratteri è finita (almeno per le

lingue basate sull’alfabeto latino)

� Possiamo stabilire una corrispondenza tra caratteri e numeri binari

Ricordiamoci che per caratteri si intende lettere maiuscole, minuscole, numeri, segni di punteggiatura, spazio, invio, etc.

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TABELLA DI CODIFICA DEI CARATTERI

Lo standard che si usava era quello ASCII che permetteva di codificare 128 caratteri diversi .

Adesso uno degli standard più usati è quello ISO 8859

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CODICE ASCII


ASCII ART

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ESERCIZI

� Convertire in base decimale i seguenti numeri:� 101012, ADA316

� Convertire in base 2, 8 e 16 i seguenti numeri:� 26510, 12710


ESEMPIO

� Numero binario: 10101

� C4 = 1, C3 = 0, C2 = 1, C1 = 0 , C0 = 1 Base b = 2

Applicando l'equazione (1) otteniamo: 10101 = C4*b4+C3*b3+C2*b2+C1*b1+C0*b0 =

= 1*24+0*23+1*22+0*21+1*20 = 21

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ESEMPIO

� Numero esadecimale: ADA3

� C3 = A, C2 = D, C1 = A, C0 = 3 Base b = 16

Applicando l'equazione (1) otteniamo: ADA3 = C3*b3+C2*b2+C1*b1+C0*b0 =

A * 163 + D * 162 + A * 161 + 3 * 160 =10 * 163 + 13 * 162 + 10 * 161 + 3 * 160 =40960+3328+160+3= 44451


ALTRI ESEMPI


265/2 = 132 (r:1)132/2 = 66 (r:0)66/2 = 33 (r:0) 33/2 = 16 (r:1) 16/2 = 8 (r:0) 8/2 = 4 (r:0)4/2 = 2 (r:0)2/2 = 1 (r:0)1/2 = 0(r:1) = (100001001)2


ALTRI ESEMPI


127/2 = 63 (r:1)63/2 = 31 (r:1) 31/2 = 15 (r:1) 15/2 = 7 (r:1) 7/2 = 3 (r:1)3/2 = 1 (r:1)1/2 = 0(r:1) = (1111111)2


ALTRI ESEMPI


265/8 = 33 (r:1)33/8 = 4 (r:1)4/8 = 0(r:4)

= (411)8

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ALTRI ESEMPI


127/8 = 15 (r:7)15/8 = 1 (r:7) 1/8 = 0(r:1)

= (177)8


ALTRI ESEMPI


265/16 = 16 (r:9)16/16 = 1 (r:0)1/16 = 0(r:1)

= (109)16


ALTRI ESEMPI


127/16 = 7 (r:15)7/16 = 0 (r:7)

= (7F)16


ESERCIZI

In pochi secondi, sapresti dire quali di questi numeri, espressi in base binaria, corrisponde a un numero decimale pari e quale dispari ?

10012

10002

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IL BUS� Canale attraverso cui diversi componenti

elettronici (quali ad esempio le varie parti di un computer) dialogano fra loro

� Un bus può essere seriale o parallelo a seconda che trasporti uno o più bit contemporaneamente.

� La frequenza di trasferimento è temporizzata dal Clock e si misura in Hz (Hertz)


TIPI DI BUS� Il bus degli indirizzi serve per selezionare il particolare registro o

cella di memoria sul quale si vuole fare una operazione di lettura o scrittura. Il bus degli indirizzi e` un bus parallelo, la cui ampiezza e` nella maggioranza dei casi di 32 bit. Il numero di bit utilizzati per indirizzare un dato stabilisce lo "spazio di indirizzamento" della memoria, ovvero di quante celle di memoria sicompone. Con 32 bit di indirizzamento possiamo indirizzare 4G locazioni. (unidirezionale)

� Il bus dei dati (Front Side Bus) serve per trasportare il dato selezionato. I processori Pentium hanno un bus dati di 64 bit. (bidirezionale)

� Il bus dei controlli trasferisce informazioni di servizio, come ad esempio il tipo di operazione (lettura/scrittura), informazioni relative all’avvenuto espletamento dell’operazione richiesta, il segnale di clock, ecc. (bidirezionale)


IL CLOCK

� segnale periodico di periodo fisso che sincronizza le attività del calcolatore

� Il segnale è costituito da un livello di tensioneche periodicamente in modo regolare fa una rapida transizione dal valore zero ad un valore che generalmente coincide con la tensione di alimentazione del circuito, rimane a questo livello per un certo tempo e poi in modo altrettanto rapido ritorna a livello zero, rimane a livello zero per un determinato tempo e poi il ciclo si ripete.


LE PERIFERICHE DI OUTPUTIL MONITOR(1/2)

E’ l’unità di output dove vengono visualizzate le inf ormazioni.

L’immagine che viene visualizzata è il risultato dell’ accensione combinata di tanti piccoli punti, i pixel .

Un maggior numero di pixel implica che la dimensione di ognuno di essi sia minore, ma questo fa si che l’im magine sia più nitida!

Monitor CRT (a tubo catodico)

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Parametri che identificano un monitor :

• Dimensione (espressa in pollici o inch)

• Risoluzione dello schermo (numero di pixel, numero di celle che compongo la griglia in cui divido la mia immagine e s. 800x600)

• Numero di colori (da 256 a molti milioni)

LE PERIFERICHE DI OUTPUTIL MONITOR(2/2)

• Velocità di aggiornamento (refresh) Hz

• Tipi di monitor: LCD, CRT, …


RAPPREZENTAZIONE DIGITALE DELLE IMMAGINI

Nel caso dei caratteri abbiamo visto che basta:� Contare le diverse entità discrete che

possono presentarsi� Attribuire a queste entità un numero che le

rappresenti nella codifica� Convertire questo numero da decimale in

binario (se serve!)

Ma nel caso delle infinite sfumature dei colori delle immagini?

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RAPPRESENTAZIONE DIGITALE DELLE IMMAGINI: la televisione

Quando guardiamo la televisione riusciamo a distinguere i volti delle persone e le cose che compongono l’immagine.

Ma se guardiamo più da vicino cosa vediamo? I pixel!


RAPPREZENTAZIONE DIGITALE DELLE IMMAGINI: la griglia

1. Sovrapporre all’immagine che si vuole digitalizzare una griglia fittissima

2. Ogni cella della griglia corrisponderà ad un punto dell’immagine (o pixel)

3. Creiamo una corrispondenza tra i colori ed i numeri

4. Fissiamo una convenzione per ordinare la griglia in sequenza

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RAPPREZENTAZIONE DIGITALE DELLE IMMAGINI: esempio

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0 0 0 0

0 1 1 0

0 1 1 0

0 1 1 0

1 1 1 1

1 1 1 1

0 0 0 0

0 = casella bianca1= casella verde

Decidiamo che per convenzione la i pixel sono ordinati da sinistra verso destra e dall’alto verso il basso.La nostra immagine analogica può essere identificata dalla sequenza binaria: 0000 0110 0110 0110 1111 1111 0000


RAPPREZENTAZIONE DIGITALE DELLE IMMAGINI: qualità/byte

� Esempio precedente: 1 bit (bianco/verde)� Possiamo aumentare il numero di colori ed il

numero di celle della griglia

� Aumenta la qualità (e lo spazio occupato) dell’immagine

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PAUSA


LE PERIFERICHE DI OUTPUTLA STAMPANTE

Stampanti più diffuse:

• Inkjet ( a getto d’inchiostro)

• Laser

• Stampanti ad aghi (utilizzate in molti uffici)

• Plotter (usato per disegni di grande formato)

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Parametri che identificano una stampante :

• Velocità di stampa (espressa in PPM pagine per minu to)

• Risoluzione o qualità di stampa (espressa in DPI dot per inch)

PERIFERICHE DI OUTPUTLA STAMPANTE (2/2)


CARATTERISTICHE PRINCIPALI

Assicuratevi che la stampante sia compatibile col computer e col software installato

Verificate i costi del materiale di consumo: toner e carta

Assicuratevi che la stampante sia predisposta per stampare sulle buste

Controllate la quantità della carta che si può introdurre nel cassetto della stampante

Controllate le dimensioni e il tipo di carta adatta alla stampante


LE PERIFERICHE DI OUTPUTGLI ALTOPARLANTI

Il computer è uno strumento multimediale e può gestire i suoni.

Gli altoparlanti consentono al computer di comunica re col mondo esterno trasmettendo suoni.

Sono quindi la periferica output più utile ai non ve denti.


LE PERIFERICHE DI INPUTLA TASTIERA

E’ l’unità di input più diffusa.

I comandi vengono digitati e successivamente elabor ati dal computer.

Le tastiere sono dotate di :

• Tastierino numerico

• Tasti cursore

• Tasti funzione (F1, F2,...)

• Tasti di controllo ( Ctrl, Alt, ��)

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LE PERIFERICHE DI INPUTIL MOUSE(1/2)

E’ il dispositivo di puntamento più comune per i com puter da tavolo.

Il modello convenzionale è dotato di una pallina a co ntatto con alcune rotelle, ma molto diffusi sono oggi i mo use ottici.


Sullo schermo viene visualizzato un puntatore che si muove in corrispondenza dei movimenti che il mouse compie sulla scrivania.

L’oggetto sullo schermo viene puntato e tramite l’u so dei pulsanti, si ottengono diversi risultati.

LE PERIFERICHE DI INPUTIL MOUSE(2/2)


IL CLICK DEL MOUSE

Con un clic si seleziona un oggetto.

Con il drag and drop si sposta un oggetto.

Con doppio clic si apre un documento o si avvia un programma.

Con un clic destro si visualizza un elenco di comandi.

Per assicurare il movimento scorrevole del mouse, periodicamente bisogna aprirlo e pulire la sfera e togliere la polvere e la sporcizia dal suo alloggiamento.


ALTRI DISPOSITIVI DI PUNTAMENTO

Oltre al mouse molto utilizzati sono :

• Trackball : funziona come un mouse rovesciato.

• Touch pad : tavoletta sensibile al contatto

Anche il joystick è un dispositivo di puntamento e viene utilizzato nei videogiochi.

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LE PERIFERICHE DI INPUTIL MICROFONO

Permette di memorizzare suoni nel computer e di impart irecomandi alla macchina , grazie a dei programmi che riconoscono la nostra voce.


LE PERIFERICHE DI INPUTSCANNER E VIDEOCAMERA

Il computer può acquisire immagini in formato digit ale attraverso:• Scanner : una specie di fotocopiatrice che fotografa pagine stampate

• Macchine fotografiche o telecamere digitali

Precisione dello scanner (espressa in DPI dot per i nch)

OCR (Optical Character Recognition): riconoscimento ottico dei caratteri


Quesito

� Quanta memoria occupa una immagine di 81/2”x11”, acquisita a 300 DPI e 256 colori?

� E se i colori sono 16 milioni?


LA SCHEDA MADRE

Piastra in cui sono presenti componenti elettronici e microchipdi varia grandezza.

Su di essa vengono istallati i componenti più impor tanti per il funzionamento del computer.

E’ dotata di slot d’espansione per eventuali ampliam enti futuri del PC.

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LA SCHEDA MADRE

• Slot di espansione ISA : alloggiamenti per l’inserim ento di schede di espansione ( Schede audio, com1, com2, sc hede di rete, schede TV)

• Slot di espansione PCI : slot che permettono un più veloce accesso alle unità periferiche, soprattutto per qua nto riguarda la grafica.


LA SCHEDA MADRE

• Slot di espansione AGP : slot per le schede video ch e permettono maggior velocità di trasferimento dati.

• Slot di espansione RAM : permettono di aggiungere nuovi banchi di memoria.


LA SCHEDA MADRE

• SOCKET o zoccolo (ZIF) : alloggio del microprocessore . L’inserimento di quest’ultimo avviene tramite una l eva a fianco del socket che ne impedisce la forzatura.


LA SCHEDA MADRE

• Jumper : “ ponticelli ” che permettono il settaggio di alcuni parametri, per esempio:

• Velocità microprocessore

• Voltaggio delle Simm e Dimm

• Dei led(reset, power ecc)

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LA SCHEDA MADRE

• Memoria CACHE : memoria con tempi di accesso molto r idotti.

Funge da interfaccia tra processore e RAM o tra disc o fisso e processore.


LA SCHEDA MADRE

• Porta seriale : rappresenta un’interfaccia in cui i dati sono trasmessi un bit alla volta .

Generalmente usata per collegamenti con mouse e mod em.

Due tipi: com1 e com2


LA SCHEDA MADRE

La porta parallela : usata per lo scambio di dati a breve distanza.

I dati sono trasportati contemporaneamente per quest o viaggiano a velocità maggiore.


LA SCHEDA MADRE

La porta USB (Universal Serial Bus) : consente di in serire periferiche di I/O mentre il PC è acceso.

Questa porta a differenza della seriale e della para llela è autoalimentata.

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