Le Informazioni e la loro Rappresentazione nei calcolatori Informazioni RappresentazioneInformazioni...
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Transcript of Le Informazioni e la loro Rappresentazione nei calcolatori Informazioni RappresentazioneInformazioni...
Le Le InformazioniInformazioni e la loro e la loro RappresentazioneRappresentazione
nei calcolatorinei calcolatori
Concetto Di InformazioneConcetto Di Informazione
L’informazione si può definire come L’informazione si può definire come tutto ciò a cui l’uomo attribuisce un tutto ciò a cui l’uomo attribuisce un significato oppure tutto ciò che si può significato oppure tutto ciò che si può rappresentare, scrivere, dire, per rappresentare, scrivere, dire, per essere comunicato. In senso più essere comunicato. In senso più teorico, l’informazione è uguale a teorico, l’informazione è uguale a DATO + SEMANTICADATO + SEMANTICA
Informazione = Dato + SemanticaInformazione = Dato + Semantica
I dati sono un qualcosa a cui noi non I dati sono un qualcosa a cui noi non attribuiamo un significato, come ad attribuiamo un significato, come ad esempio il numero 2344. Se a questo esempio il numero 2344. Se a questo dato aggiungiamo un significato (cioè dato aggiungiamo un significato (cioè la semantica) avremo una la semantica) avremo una informazione (ad esempio 2344 informazione (ad esempio 2344 persone che stanno guardando la TV persone che stanno guardando la TV in questo momento).in questo momento).
Esempio Di Esempio Di InformazioneInformazione
Un esempio di informazione è la Un esempio di informazione è la spiegazione per raggiungere una spiegazione per raggiungere una
luogo. Quando l’informazione ha un luogo. Quando l’informazione ha un supporto e un linguaggio che la supporto e un linguaggio che la concretizza prende il nome di ‘ concretizza prende il nome di ‘
messaggio ’.messaggio ’.
L’InformaticaL’Informatica
Informatica significa Informatica significa ‘elaborazione automatica ‘elaborazione automatica delle delle informazioniinformazioni ’ e consiste ’ e consiste nell’ elaborare i dati in modo nell’ elaborare i dati in modo
automatico mediante l’uso del automatico mediante l’uso del computer.computer.
Le Caratteristiche delle Le Caratteristiche delle InformazioniInformazioni
Le Informazioni godono di tre Le Informazioni godono di tre caratteristiche:caratteristiche:
TrasformabilitàTrasformabilità
ConservabilitàConservabilità
DiffusioneDiffusione
ConservabilitàConservabilità
La conservabilità dell’informazione La conservabilità dell’informazione si può assicurare misurando la si può assicurare misurando la quantità di informazione quantità di informazione contenuta contenuta nel messaggio trasmesso e nel messaggio trasmesso e verificando che questa sia la stessa verificando che questa sia la stessa contenuta nel messaggio ricevuto.contenuta nel messaggio ricevuto.
La Quantità d’ InformazioneLa Quantità d’ Informazione
Per misurare la quantità di Per misurare la quantità di informazione associata ad una informazione associata ad una sorgente ci rifacciamo agli studi di sorgente ci rifacciamo agli studi di ShannonShannon..
ShannonShannon
La teoria di Shannon dice: “La sorgente si La teoria di Shannon dice: “La sorgente si può vedere come un’entità composta da può vedere come un’entità composta da un insieme di messaggi ‘m’ a ciascuno dei un insieme di messaggi ‘m’ a ciascuno dei quali è attribuita una probabilità ‘p’ di quali è attribuita una probabilità ‘p’ di essere emesso”. Se i messaggi sono essere emesso”. Se i messaggi sono equiprobabili la quantità di informazione equiprobabili la quantità di informazione (H) aumenta al diminuire della probabilità (H) aumenta al diminuire della probabilità delle singole emissioni, e viceversa. delle singole emissioni, e viceversa.
H = F(1/P)H = F(1/P)
VEDI ESEMPIOVEDI ESEMPIO
EsempioEsempioSupponiamo di aver perso il cane: il cane da Supponiamo di aver perso il cane: il cane da
ritrovare è un alano, di 2 anni con il pelo ritrovare è un alano, di 2 anni con il pelo scuro. Queste informazioni non possono scuro. Queste informazioni non possono
esserci d’aiuto perché alle caratteristiche esserci d’aiuto perché alle caratteristiche descritte sopra corrispondono molti cani di descritte sopra corrispondono molti cani di
questo tipo.questo tipo.
Se aggiungiamo che il cane ha un occhio Se aggiungiamo che il cane ha un occhio verde e l’altro blu abbiamo fornito una verde e l’altro blu abbiamo fornito una grossa informazione , importante per il grossa informazione , importante per il
ritrovamento del cane.ritrovamento del cane.
Misura Delle Misura Delle InformazioniInformazioni
Per misurare l’informazione Per misurare l’informazione (‘F’), è necessario individuare (‘F’), è necessario individuare
l’unità di misura delle l’unità di misura delle informazioni.informazioni.
VEDI ESEMPIOVEDI ESEMPIO
EsempioEsempioSe paragoniamo i messaggi a degli Se paragoniamo i messaggi a degli
interruttori, ognuno che ha la stessa interruttori, ognuno che ha la stessa probabilità dell’altro, vediamo che il probabilità dell’altro, vediamo che il numero dei messaggi (n) emesso è numero dei messaggi (n) emesso è legato alla quantità di informazione legato alla quantità di informazione
della sorgente da una funzione della sorgente da una funzione logaritmica in base 2.logaritmica in base 2.
F=(1/P) => H= logF=(1/P) => H= log22(n) => H= (n) => H= loglog22(2) (2)
BIT (BINARY DIGIT)BIT (BINARY DIGIT)
Diffusione o Diffusione o TrasportabilitàTrasportabilità
Per garantire la diffusine (o trasportabilità) è necessario determinare un preciso sistema di trasmissione.
Per far avvenire la diffusione Per far avvenire la diffusione in modo corretto è necessario in modo corretto è necessario
che:che: Sorgente e destinatario usino lo Sorgente e destinatario usino lo
stesso linguaggio.stesso linguaggio.
Esista un adeguato canale di Esista un adeguato canale di collegamento.collegamento.
I disturbi non siano tali da confondere I disturbi non siano tali da confondere il messaggio.il messaggio.
Canale di TrasmissioneCanale di Trasmissione
Trasmettitore RicevitoreTrasmettitore Ricevitore
SORGENTE Canale di Comunicazione SORGENTE Canale di Comunicazione DESTINATARIODESTINATARIO
Messaggio MessaggioMessaggio Messaggio
Sorgente disturbiSorgente disturbi
Vedi esempioVedi esempio
Per fare un esempio …Per fare un esempio …
Adesso svolgete l’ esercizio n 12 Adesso svolgete l’ esercizio n 12
di pag 114. Vi lascio 10 minuti poidi pag 114. Vi lascio 10 minuti poi
faremo una correzione collettiva.faremo una correzione collettiva.
L’EMITTENTE in questo caso è il professore L’EMITTENTE in questo caso è il professore che trasmette il MESSAGGIO (far svolgere che trasmette il MESSAGGIO (far svolgere l’ esercizio) ai suoi alunni, DESTINATARI.l’ esercizio) ai suoi alunni, DESTINATARI.
In sintesi possiamo dire che:In sintesi possiamo dire che:
Il Messaggio è ciò che si comunica.Il Messaggio è ciò che si comunica. Il Referente è l’ argomento del messaggio.Il Referente è l’ argomento del messaggio. L’ Emittente è chi elabora e trasmette il messaggio.L’ Emittente è chi elabora e trasmette il messaggio. Il Destinatario è chi riceve e interpreta il Il Destinatario è chi riceve e interpreta il
messaggio.messaggio. Il Codice è il linguaggio in cui è formulato il Il Codice è il linguaggio in cui è formulato il
messaggio.messaggio. Il Canale è il mezzo fisico che permette la Il Canale è il mezzo fisico che permette la
trasmissione del messaggio.trasmissione del messaggio.
Codifica delle Informazioni Codifica delle Informazioni (2)(2)
Codificare Codificare significa rappresentare l’ significa rappresentare l’ insieme dei simboli con cui è insieme dei simboli con cui è possibile formare tutti i messaggi possibile formare tutti i messaggi dell’ alfabeto sorgente mediante un dell’ alfabeto sorgente mediante un altro insieme di simboli, alfabeto altro insieme di simboli, alfabeto codice, più facilmente trasmettibili. codice, più facilmente trasmettibili.
Codifica delle Informazioni Codifica delle Informazioni (1)(1)
Nei processi di comunicazione riveste Nei processi di comunicazione riveste un’importanza fondamentale la un’importanza fondamentale la ricerca e la progettazione del codice.ricerca e la progettazione del codice.
I Casi Possibili:I Casi Possibili:
Alfabeto sorgente = Alfabeto Alfabeto sorgente = Alfabeto codice codice
Alfabeto sorgente < > Alfabeto Alfabeto sorgente < > Alfabeto codicecodice
Primo Caso:Primo Caso:Se l’alfabeto della sorgente e Se l’alfabeto della sorgente e
quello del codice sono quello del codice sono equipotentiequipotenti la codifica la codifica
avviene associando avviene associando all’elemento del primo all’elemento del primo
alfabeto uno del secondo. alfabeto uno del secondo.
ESEMPIO: codice dei sordo-ESEMPIO: codice dei sordo-
mutimuti
EquipotentiEquipotenti
Si dicono equipotenti due Si dicono equipotenti due alfabeti che sono formati dallo alfabeti che sono formati dallo
stesso numero di simboli.stesso numero di simboli.
Secondo Caso:Secondo Caso: Se il numero dei simboli dell’alfabeto Se il numero dei simboli dell’alfabeto
sorgente e di quello codice sono diversi, sorgente e di quello codice sono diversi, come accade con la comunicazione uomo-come accade con la comunicazione uomo-computer, è necessario che ogni simbolo computer, è necessario che ogni simbolo della sorgente sia codificato in una sequenza della sorgente sia codificato in una sequenza di di BITBIT (simboli dell’alfabeto codice) di (simboli dell’alfabeto codice) di lunghezza ‘n’ tale che 2lunghezza ‘n’ tale che 2nn sia maggiore o sia maggiore o ugualeal numero dei simboli che ugualeal numero dei simboli che compongono l’alfabeto sorgente.compongono l’alfabeto sorgente. VEDI ESEMPIOVEDI ESEMPIO
Esempio:Esempio:
Le 21 lettere dell’alfabeto italiano Le 21 lettere dell’alfabeto italiano richiedono per la codifica stringhe di richiedono per la codifica stringhe di 5 BIT in quanto 25 BIT in quanto 255 = 32 sono = 32 sono un numero di configurazioni un numero di configurazioni sufficienti a rappresentare le 21 sufficienti a rappresentare le 21 lettere.lettere.
I Multipli Del Bit:I Multipli Del Bit: Se il bit è l’unità dell’ informazione, il byte Se il bit è l’unità dell’ informazione, il byte
è un multiplo del bit composto da 8 bit. è un multiplo del bit composto da 8 bit. Infine il byte è l’ unità di misura delle Infine il byte è l’ unità di misura delle memorie. I multipli sono:memorie. I multipli sono:
8 BIT => byte8 BIT => byte 1 kbyte => 1024 byte1 kbyte => 1024 byte 1 Mbyte => 1024 kbyte1 Mbyte => 1024 kbyte 1 Gbyte => 1024 Mbyte1 Gbyte => 1024 Mbyte
Sistemi di numerazioneSistemi di numerazioneI sistemi di numerazioni più usati sono:
Sistema di numerazione decimale
Sistema di numerazione binario
Sistema di numerazione esadecimale
Sistema di numerazione Sistema di numerazione binariobinario
E’ in base 2, cioè formato da 2 E’ in base 2, cioè formato da 2 simboli (0/1) detti BITsimboli (0/1) detti BIT
E’ posizionaleE’ posizionale E’ adottato dai calcolatori perchè E’ adottato dai calcolatori perchè
meglio simula i suoi dispositivi meglio simula i suoi dispositivi bistabili.bistabili.
Sistema di numerazione Sistema di numerazione decimaledecimale
Il sistema di numerazione decimale è Il sistema di numerazione decimale è in base 10. E’ formato da dieci simboli in base 10. E’ formato da dieci simboli (0...9) ed è posizionale.(0...9) ed è posizionale.
Sistema di numerazione Sistema di numerazione esadecimaleesadecimale
Il sistema di numerazione esadecimale è :Il sistema di numerazione esadecimale è : In base 16In base 16 E’ formato da 16 E’ formato da 16
simboli(0,1,2...9,a,b,c,d,e,f)simboli(0,1,2...9,a,b,c,d,e,f) E’ posizionaleE’ posizionale Si preferisce usarlo al posto del binario per Si preferisce usarlo al posto del binario per
rapidità di calcolo e presentazioni di rapidità di calcolo e presentazioni di numeri con minor uso di simboli numeri con minor uso di simboli
Fine della Fine della PresentazionePresentazione
ConversioniConversioni E’ possibile convertire numeri da un E’ possibile convertire numeri da un
sistema di numerazione all’ altrosistema di numerazione all’ altro
CONVERSIONE DECIMALE-BINARIOCONVERSIONE DECIMALE-BINARIO CONVERIONE BINARIO-DECIMALECONVERIONE BINARIO-DECIMALE CONVERIONE DECIMALE-ESADECIMALECONVERIONE DECIMALE-ESADECIMALE CONVERSIONE ESADECIMALE-DECIMALECONVERSIONE ESADECIMALE-DECIMALE CONVERSIONE BINARIO-ESADECIMALECONVERSIONE BINARIO-ESADECIMALE CONVERSIONE ESADECIMALE-BINARIOCONVERSIONE ESADECIMALE-BINARIO
CONVERSIONE BINARIO-CONVERSIONE BINARIO-DECIMALEDECIMALE
In questo tipo di conversione ogni bitIn questo tipo di conversione ogni bit
( a partire da destra verso sinistra) si( a partire da destra verso sinistra) si
moltiplica per una potenza che ha moltiplica per una potenza che ha base 2base 2
ed esponente la posizione del bit. I ed esponente la posizione del bit. I risultati dei prodotti si sommano risultati dei prodotti si sommano
CONVERSIONE DECIMALE-CONVERSIONE DECIMALE-BINARIOBINARIO
In questo tipo di conversione si divide il In questo tipo di conversione si divide il
numero decimale per 2 fino ad ottenere numero decimale per 2 fino ad ottenere
quoziente 0; si prendono i resti dal bassoquoziente 0; si prendono i resti dal basso
verso l’alto per formare il numero binarioverso l’alto per formare il numero binario
Rappresentazione dei dati nell’ Rappresentazione dei dati nell’ elaboratoreelaboratore
I dati nell’ I dati nell’ elaboratore elaboratore possono essere possono essere rappresentati rappresentati secondo due secondo due modalità:modalità:
DATI NUMERICI:
Dati su cui si devono effettuare operazioni aritmetiche
INTERI
Senza Segno (Naturali): BYTE (0<= x <= 255 )
WORD (0<= x <= 65535)
Con segno (Positivi e negativi)
Complemento a due: -2 <= x <= 2 -1
Dichiarazione SHORTINT:
-2 <= x <= 2 -1 -2 <= x <=2 -1
-128 <= x <= 127
Dichiarazione INTEGER :
-2 <= x <= 2 -1 -32768 <= x <= 32767
n – 1 n - 1
REALI (per i numeri decimali), rappresentazione in virgola mobile.
DATI ALFANUMERICI
Dati alfabetici e numerici, questi ultimi non usati per operazioni aritmetiche (Es. Codice Ascii)
8 – 1 8 – 1 7 7
15 15
0<= x <= 65535)
DATI NUMERICI:
Dati su cui si devono effettuare operazioni aritmetiche
INTERI
Senza Segno (Naturali): BYTE (0<= x <= 255)
WORD (0<= x <= 65535)
Con segno (Positivi e negativi)
Complemento a due: -2 <= x <= 2 -1
Dichiarazione SHORTINT:
-2 <= x <= 2 -1 -2 <= x <=2 -1
-128 <= x <= 127
Dichiarazione INTEGER :
-2 <= x <= 2 -1 -32768 <= x <= 32767
n – 1 n - 1
REALI (per i numeri decimali), rappresentazione in virgola mobile.
DATI ALFANUMERICI
Dati alfabetici e numerici, questi ultimi non usati per operazioni aritmetiche (Es. Codice Ascii)
8 – 1 8 – 1 7 7
15 15
N indica il numero di
bit; -1 indica il bit per il segno
DATI NUMERICI:
Dati su cui si devono effettuare operazioni aritmetiche
INTERI
Senza Segno (Naturali): BYTE (0<= x <= 255)
WORD (0<= x <= 65535)
Con segno (Positivi e negativi)
Complemento a due: -2 <= x <= 2 -1
Dichiarazione SHORTINT:
-2 <= x <= 2 -1 -2 <= x <=2 -1
-128 <= x <= 127
Dichiarazione INTEGER :
-2 <= x <= 2 -1 -32768 <= x <= 32767
n – 1 n - 1
REALI (per i numeri decimali), rappresentazione in virgola mobile.
DATI ALFANUMERICI
Dati alfabetici e numerici, questi ultimi non usati per operazioni aritmetiche (Es. Codice Ascii)
8 – 1 8 – 1 7 7
15 15
Il -1 comprend
e lo 0