INFORMATICA UMANISTICA B 2: RAPPRESENTAZIONE DELLE INFORMAZIONI IN FORMA DIGITALE.

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INFORMATICA UMANISTICA B INFORMATICA UMANISTICA B 2: RAPPRESENTAZIONE 2: RAPPRESENTAZIONE DELLE INFORMAZIONI IN DELLE INFORMAZIONI IN FORMA DIGITALE FORMA DIGITALE

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INFORMATICA UMANISTICA BINFORMATICA UMANISTICA B

2: RAPPRESENTAZIONE 2: RAPPRESENTAZIONE DELLE INFORMAZIONI IN DELLE INFORMAZIONI IN

FORMA DIGITALEFORMA DIGITALE

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Concetti di baseConcetti di base

Due tipi di informazione: in forma Due tipi di informazione: in forma ANALOGICAANALOGICA, , in forma in forma DISCRETADISCRETA (o simbolica) (o simbolica)

Per rappresentare o comunicare informazione Per rappresentare o comunicare informazione occorre un occorre un CODICECODICE

Codici digitali:Codici digitali:– Per numeriPer numeri– Per testiPer testi– Per immaginiPer immagini– Per suoniPer suoni

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Informazione su computerInformazione su computer

Un computer deve:Un computer deve:– Fare l’Fare l’input/outputinput/output dell’informazione dell’informazione

Usando i dispositivi di input/outputUsando i dispositivi di input/output

– MemorizzareMemorizzare l’informazione l’informazioneUsando la memoria principale/secondariaUsando la memoria principale/secondaria

– ElaborareElaborare l’informazione l’informazione Usando il processoreUsando il processore

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Informazione su computerInformazione su computer

Mondo esternoMondo esterno

informazione rappresentazione digitale

codifica

decodifica

Computer: memorizzazione, elaborazione

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INFORMAZIONE IN FORMA INFORMAZIONE IN FORMA ANALOGICAANALOGICA

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INFORMAZIONE IN FORMA INFORMAZIONE IN FORMA DISCRETADISCRETA

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PROBLEMA DELLA RAPPRESENTAZIONE PROBLEMA DELLA RAPPRESENTAZIONE DELL’INFORMAZIONE SU COMPUTERDELL’INFORMAZIONE SU COMPUTER

SVILUPPARE CODICI CHE PERMETTANO DI

RAPPRESENTARE INFORMAZIONE DI TIPO DISCRETO IN MODO EFFICIENTE SU UN SUPPORTO FISICO

RAPPRESENTARE INFORMAZIONE DI TIPO ANALOGICO CON CODICI DISCRETI

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RAPPRESENTAZIONE RAPPRESENTAZIONE DELL’INFORMAZIONE E DELL’INFORMAZIONE E

COMUNICAZIONECOMUNICAZIONE

IL PROBLEMA DELLA RAPPRESENTAZIONE DELL’INFORMAZIONE SI E’ GIA POSTO NEL CASO DELLA COMUNICAZIONE

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COMUNICAZIONE ED COMUNICAZIONE ED INFORMAZIONEINFORMAZIONE

Soprattutto a partire dalla metà del Soprattutto a partire dalla metà del novecento, il termine novecento, il termine comunicazionecomunicazione è è stato sempre più spesso adottato per stato sempre più spesso adottato per designare quella particolare forma di designare quella particolare forma di trasporto trasporto immaterialeimmateriale ed astrattoed astratto che è il che è il trasferimento ditrasferimento di informazione informazione

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COMUNICAZIONE E CODICICOMUNICAZIONE E CODICI

Il fatto che una certa immagine od un certo Il fatto che una certa immagine od un certo simbolo rappresentino informazione non è simbolo rappresentino informazione non è sufficiente perche’ possano essere usati per la sufficiente perche’ possano essere usati per la comunicazionecomunicazione

Un Un CODICECODICE (o (o LINGUAGGIOLINGUAGGIO) è un insieme di ) è un insieme di SEGNI (e di regole)SEGNI (e di regole) che mittente e destinatario che mittente e destinatario devono devono CONDIVIDERECONDIVIDERE affinché il primo sia in affinché il primo sia in grado di formulare messaggi ed il secondo di grado di formulare messaggi ed il secondo di comprenderlicomprenderli

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CODICI NON DISCRETICODICI NON DISCRETI

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CODICI DISCRETICODICI DISCRETI

Codice non dev’essere necessariamente Codice non dev’essere necessariamente discreto, ma codice discreto piu’ praticodiscreto, ma codice discreto piu’ pratico– E’ piu’ facile memorizzare i simboli (alfabeto E’ piu’ facile memorizzare i simboli (alfabeto

Cinese) Cinese) – E’ piu’ facile trasmetterliE’ piu’ facile trasmetterli

Teoria dell’Informazione (sotto) quantifica Teoria dell’Informazione (sotto) quantifica quest’idea di ‘piu’ pratico’quest’idea di ‘piu’ pratico’

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LA SCRITTURA: DA LA SCRITTURA: DA IDEOGRAFICA A DISCRETAIDEOGRAFICA A DISCRETA

Le prime forme di scrittura Le prime forme di scrittura furono tutte essenzialmente furono tutte essenzialmente ideograficheideograficheLa scrittura fonetica La scrittura fonetica alfabetica appare, sempre alfabetica appare, sempre in area mediorientale, in area mediorientale, intorno al 1500 a. Cintorno al 1500 a. CMa furono solamente i Ma furono solamente i Greci che, introducendo Greci che, introducendo anche i segni per le vocali, anche i segni per le vocali, ne completarono ne completarono l’evoluzione intorno l’evoluzione intorno all’ottavo secolo a. C.all’ottavo secolo a. C.

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UN ESEMPIO DI CODICE UN ESEMPIO DI CODICE DISCRETO VISIVODISCRETO VISIVO

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CODICI E STATI INFORMATIVICODICI E STATI INFORMATIVI

I CODICI VENGONO PROGETTATI SULLA BASE DELLA VARIETA’ DI INFORMAZIONE CHE DEVE ESSERE RAPPRESENTATA

TIPO BASE DI INFORMAZIONE: STATI

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UN ESEMPIO MINIMO DI UN ESEMPIO MINIMO DI INFORMAZIONE: L’INTERRUTTOREINFORMAZIONE: L’INTERRUTTORE

Due possibilitàDue possibilità– AccesoAcceso– SpentoSpento

L’informazione sullo stato dell’interruttore L’informazione sullo stato dell’interruttore corrisponde dunque alla scelta fra due sole corrisponde dunque alla scelta fra due sole alternativealternative

Possiamo rappresentarla usando una sola cifra Possiamo rappresentarla usando una sola cifra con due valori: 0 od 1con due valori: 0 od 1

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UNA DEFINIZIONE SEMI-FORMALE UNA DEFINIZIONE SEMI-FORMALE DI CODICE (O LINGUAGGIO)DI CODICE (O LINGUAGGIO)

a)a) una serie di una serie di nozioni sugli stati del mondonozioni sugli stati del mondo che possono essere il che possono essere il contenuto di ciascun atto comunicativo; chiamiamo questi contenuto di ciascun atto comunicativo; chiamiamo questi elementi elementi significatisignificati

b)b) una serie di una serie di simboli astrattisimboli astratti che possono essere connessi in che possono essere connessi in modo modo convenzionaleconvenzionale a significati; essi possono essere sottoposti a significati; essi possono essere sottoposti a a regoleregole che ne governino la combinazione e la successione e che ne governino la combinazione e la successione e che stabiliscano quali sequenze considerare e quali scartare; che stabiliscano quali sequenze considerare e quali scartare; chiamiamo queste regole chiamiamo queste regole sintassisintassi

c)c) una serie di una serie di eventi fisicieventi fisici dotati di dotati di caratteristiche distintivecaratteristiche distintive, che , che possono essere adoperati per rappresentare le unità astratte possono essere adoperati per rappresentare le unità astratte della serie (b)della serie (b)

d)d) una una regolaregola che associa in modo sistematico le unità della serie che associa in modo sistematico le unità della serie (a) a quelle della serie (b), ed in seconda istanza le unità della (a) a quelle della serie (b), ed in seconda istanza le unità della serie (b) a quelle della serie (c)serie (b) a quelle della serie (c)

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CODICI PER NUMERICODICI PER NUMERI

Nel caso dei numeri, la necessita’ di Nel caso dei numeri, la necessita’ di sviluppare un codice limitato non motivata sviluppare un codice limitato non motivata solo da facilita’ di memorizzazione, ma solo da facilita’ di memorizzazione, ma anche dalla necessita’ di usarli per anche dalla necessita’ di usarli per MANIPOLAZIONI SIMBOLICHEMANIPOLAZIONI SIMBOLICHE

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DUE CODICI PER I NUMERIDUE CODICI PER I NUMERI

Codice romano:Codice romano:– VII + IV = XIVII + IV = XI

Codice decimale: Codice decimale: – 7 + 4 = 117 + 4 = 11

Differenza fondamentale: il codice decimale e’ Differenza fondamentale: il codice decimale e’ un codice POSIZIONALEun codice POSIZIONALE– 8 = 8x108 = 8x1000 – 70 = 7x1070 = 7x101 1 + 0 x10+ 0 x1000

I codici posizionali rendono le operazioni I codici posizionali rendono le operazioni aritmetiche molto piu’ sempliciaritmetiche molto piu’ semplici

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Rappresentazione digitale dei Rappresentazione digitale dei numerinumeri

Il codice decimale, benche’ molto comodo, non Il codice decimale, benche’ molto comodo, non e’ il codice MINIMOe’ il codice MINIMO

Per rappresentare informazione sui computer, Per rappresentare informazione sui computer, codice minimo essenziale perche’ occorreva codice minimo essenziale perche’ occorreva poter rappresentare ogni simbolo diverso in poter rappresentare ogni simbolo diverso in modo FISICO (= con circuiti elettrici)modo FISICO (= con circuiti elettrici)

Il minimo numero di simboli diversi necessari per Il minimo numero di simboli diversi necessari per rappresentare tutti i numeri e’ il codice BINARIO: rappresentare tutti i numeri e’ il codice BINARIO: 0, 10, 1

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PerchPerché la rappresentazione é la rappresentazione binaria?binaria?

I due simboli (0 e 1) I due simboli (0 e 1) possono essere possono essere rappresentate da:rappresentate da:– Due stati di polarizzazione di Due stati di polarizzazione di

una sostanza magnetizzabileuna sostanza magnetizzabile– Due stati di carica elettrica di Due stati di carica elettrica di

una sostanzauna sostanza– ……

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Rappresentazione digitale = Rappresentazione digitale = rappresentazione binariarappresentazione binaria

L’entitL’entità minima di informazione che à minima di informazione che possiamo trovare all’interno di un possiamo trovare all’interno di un elaboratore prende il nome di elaboratore prende il nome di bitbit– BBinary diginary digitit – cifra binaria – cifra binaria– Un bit puUn bit può assumere due valoriò assumere due valori

Rappresentazione Rappresentazione binariabinaria– Solo due simboli (Solo due simboli (00 e e 11))

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USO DELLA RAPPRESENTAZIONE USO DELLA RAPPRESENTAZIONE BINARIA: DUE STATIBINARIA: DUE STATI

Due possibilitàDue possibilità– AccesoAcceso– SpentoSpento

L’informazione sullo stato dell’interruttore L’informazione sullo stato dell’interruttore corrisponde dunque alla scelta fra due sole corrisponde dunque alla scelta fra due sole alternativealternative

Possiamo rappresentarla usando un solo bitPossiamo rappresentarla usando un solo bit

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NUMERO MAGGIORE DI STATINUMERO MAGGIORE DI STATI

Per poter rappresentare un numero maggiore di Per poter rappresentare un numero maggiore di informazione si usano informazione si usano sequenzesequenze di bit di bitPer esempio, per rappresentare quattro Per esempio, per rappresentare quattro informazioni diverse possiamo utilizzare due bit informazioni diverse possiamo utilizzare due bit che ci permettono di ottenere quattro che ci permettono di ottenere quattro configurazione distinteconfigurazione distinte

0000 0101 1010 1111

Il processo secondo cui si fa corrispondere ad Il processo secondo cui si fa corrispondere ad un’informazione una sequenze di bit prende il un’informazione una sequenze di bit prende il nome nome codifica dell’informazionecodifica dell’informazione

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QUATTRO STATI DIVERSIQUATTRO STATI DIVERSI

Esempio: un esame puEsempio: un esame può avere quattro ò avere quattro possibili esiti: possibili esiti: ottimo, discreto, sufficiente, ottimo, discreto, sufficiente, insufficienteinsufficienteCodifico (due bit):Codifico (due bit):– ottimoottimo con con 0000– discretodiscreto con con 0101– sufficientesufficiente con con 1010– insufficienteinsufficiente con con 1111

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OTTO STATIOTTO STATI

Esempio: otto coloriEsempio: otto colori: : neronero, , rossorosso, , blublu, , giallogiallo, , verdeverde, , violaviola, , grigiogrigio, , arancionearancioneCodifico (tre bit):Codifico (tre bit):– neronero con con 000000– rossorosso concon 001001– blublu con con 010010– giallogiallo con con 011011– verde verde concon 100100– violaviola con con 101101– grigiogrigio con con 110110– arancionearancione con con 111111

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I numeri in rappresentazione I numeri in rappresentazione binariabinaria

Il principio e’ lo stesso del codice decimale, ma Il principio e’ lo stesso del codice decimale, ma con due soli simbolicon due soli simboli8 = 8x108 = 8x1000 = 1x2 = 1x23 3 + 0x2+ 0x222+ 0x2+ 0x211+ 0x2+ 0x200 = = 1000100070 = 7x1070 = 7x101 1 + 0 x10+ 0 x1000 = = 1 x21 x26 6 + 0x2+ 0x255+ 1x2+ 1x244+ 0x2+ 0x233+ 0x2+ 0x222+ 1x2+ 1x211+ 0x2+ 0x200 = = 10100101010010

178 = 1x10178 = 1x1022 + 7x10 + 7x1011 + 8x10 + 8x1000 = = 1x21x277+ 0x2+ 0x26 6 + 1x2+ 1x255+ 1x2+ 1x244+ 0x2+ 0x233+ 0x2+ 0x222+ 1x2+ 1x211+ + 0x20x200

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BYTEBYTE

Esiste una particolare aggregazione di bit Esiste una particolare aggregazione di bit che che è costituita da 8 bit (2è costituita da 8 bit (288 = 256 = 256 informazioni) e prende il nome di informazioni) e prende il nome di bytebyte

Di solito si usano i multipli del byteDi solito si usano i multipli del byte

KiloKilo KBKB 221010 (~ un migliaio, 1024 byte) (~ un migliaio, 1024 byte)

MegaMega MBMB 222020 (~ un milione, 1KB x 1024 byte) (~ un milione, 1KB x 1024 byte)

GigaGiga GBGB 223030 (~ un milliardo, 1MB x 1024 byte) (~ un milliardo, 1MB x 1024 byte)

TeraTera TBTB 224040 (~ mille miliardi, 1GB x 1024 byte) (~ mille miliardi, 1GB x 1024 byte)

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RAPPRESENTAZIONE DI INTERI RAPPRESENTAZIONE DI INTERI SU COMPUTERSU COMPUTER

Tipicamente 4 byte (= 32 bit) oppure 8 Tipicamente 4 byte (= 32 bit) oppure 8 byte (= 64 bit)byte (= 64 bit)

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RAPPRESENTAZIONE DIGITALE RAPPRESENTAZIONE DIGITALE DI ALTRI TIPI DI INFORMAZIONEDI ALTRI TIPI DI INFORMAZIONE

Per molti anni, l’unico tipo di informazione Per molti anni, l’unico tipo di informazione rappresentata sui computers informazione rappresentata sui computers informazione di tipo numericodi tipo numerico

Ma di fatto, si scopri’ presto che lo stesso Ma di fatto, si scopri’ presto che lo stesso trucco poteva venire usato per I TESTI trucco poteva venire usato per I TESTI

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La codifica digitale del testoLa codifica digitale del testo

che tipo di rappresentazione digitale del testo?

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La codifica digitale del testoLa codifica digitale del testoIl testo e la sua organizzazioneIl testo e la sua organizzazione

titolo

capitolo

testo

intestazione

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La codifica digitale del testoLa codifica digitale del testo

Le avventure di PinocchioCapitolo ICome andò che Maestro Ciliegia, falegname, trovò un pezzo di legno, che piangeva e rideva come un bambino.C'era una volta...- Un re! - diranno subito i miei piccoli lettori.- No, ragazzi, avete sbagliato. C'era una volta un pezzo di legno.Non era un legno di lusso, ma un semplice pezzo da catasta, di quelli che d'inverno si mettono nelle stufe e nei caminetti per accendere il fuoco e per riscaldare le stanze.Non so come andasse, ma il fatto gli è che un bel giorno questo pezzo di legno capitò nella bottega di un vecchio falegname, il quale aveva nome mastr'Antonio, se non che tutti lo chiamavano maestro Ciliegia, per via della punta del suo naso, che era sempre lustra e paonazza, come una ciliegia matura.

Il testo come sequenza di caratteriIl testo come sequenza di caratteri

Ciascun carattere alfanumerico, di punteggiatura o Ciascun carattere alfanumerico, di punteggiatura o di controllo che compone il testo deve essere di controllo che compone il testo deve essere rappresentato nei termini di un codice binariorappresentato nei termini di un codice binario

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La codifica digitale del testoLa codifica digitale del testo

Due livelli di codifica del testo digitaleDue livelli di codifica del testo digitale– codifica di basso livello codifica di basso livello ((codifica di livello 0codifica di livello 0))

riguarda la rappresentazione binaria della riguarda la rappresentazione binaria della sequenza ordinata dei caratterisequenza ordinata dei caratteri

– codifica di alto livellocodifica di alto livelloarricchiscearricchisce il testo codificato al livello zero con il testo codificato al livello zero con informazione relativa a informazione relativa a dimensioni strutturalidimensioni strutturali– organizzazione del testo in strutture macrotestualiorganizzazione del testo in strutture macrotestuali– articolazione del testo in strutture linguistiche articolazione del testo in strutture linguistiche

La codifica di alto livello permette di rendere esplicita La codifica di alto livello permette di rendere esplicita qualsiasi qualsiasi interpretazioneinterpretazione, anche di tipo linguistico, si , anche di tipo linguistico, si

voglia associare al testovoglia associare al testo

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La codifica di alto livello: La codifica di alto livello: il punto di partenzail punto di partenza

Il testo codificato al livello zero si presentacome un manoscritto in scriptio continua

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Come sono rappresentati i Come sono rappresentati i caratteri nel computer?caratteri nel computer?

Repertorio di caratteriRepertorio di caratteri– un insieme di caratteri (es. “A”, “a”, “!”, “à”, “P”, ecc.)un insieme di caratteri (es. “A”, “a”, “!”, “à”, “P”, ecc.)– i caratteri sono entità astratte, da non confondersi con il modo in cui i caratteri sono entità astratte, da non confondersi con il modo in cui

sono realizzati graficamente (sono realizzati graficamente (gliphsgliphs))““aa””, , ““aa””, , ““aa””, , ““aa”” sono tutti lo stesso carattere “a” sono tutti lo stesso carattere “a”

la stessa realizzazione grafica può corrispondere a caratteri diversi (es. la stessa realizzazione grafica può corrispondere a caratteri diversi (es. “A” latino e “A” cirillico e “A” greco)“A” latino e “A” cirillico e “A” greco)

Set di carattere (codice)Set di carattere (codice)– una tabella che definisce una corrispondenza biunivoca (1-a-1) tra un una tabella che definisce una corrispondenza biunivoca (1-a-1) tra un

repertorio di caratteri e un insieme di numeri interi non negativirepertorio di caratteri e un insieme di numeri interi non negativia ogni carattere è assegnato un codice numerico (a ogni carattere è assegnato un codice numerico (punto di codicepunto di codice o o code code positionposition))

Codifica di carattereCodifica di carattere– algoritmo che determina come i codici dei caratteri sono algoritmo che determina come i codici dei caratteri sono

rappresentati in rappresentati in sequenze di bitssequenze di bits ( (bytesbytes))

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Il codice ASCIIIl codice ASCII

Primo standard per l’assegnazione di codici a caratteri Primo standard per l’assegnazione di codici a caratteri (dal 1963)(dal 1963)– set di caratteri riconosciuto da tutti i computerset di caratteri riconosciuto da tutti i computer– conosciuto come “ASCII Standard” o ISO-646conosciuto come “ASCII Standard” o ISO-646

CodificaCodifica– 7 bits7 bits

ciascun punto di codice è rappresentato con il numero binario ciascun punto di codice è rappresentato con il numero binario corrispondente di 7 bitscorrispondente di 7 bitsin realtà 1 byte = 8 bits di cui un bit non è usato per la codifica (in realtà 1 byte = 8 bits di cui un bit non è usato per la codifica (bit di bit di paritàparità))

– 7 bits = 27 bits = 277 punti di codice = 128 caratteri rappresentati punti di codice = 128 caratteri rappresentati

Sufficiente per rappresentare l’ingleseSufficiente per rappresentare l’inglese– mancano i caratteri accentati, umlauts, ecc. per rappresentare mancano i caratteri accentati, umlauts, ecc. per rappresentare

altri alfabeti occidentalialtri alfabeti occidentali

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ASCII (binario)ASCII (binario)

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CODIFICA DI PAROLE IN ASCIICODIFICA DI PAROLE IN ASCII

Parole sono sequenze di caratteriParole sono sequenze di caratteriCodifica della parole Codifica della parole canecane

01100011 01100001 01101110 0110010101100011 01100001 01101110 01100101

c a n ec a n e

Il problema inverso: data una sequenza di bit, il Il problema inverso: data una sequenza di bit, il testo che essa codifica putesto che essa codifica può essere ottenuto nel ò essere ottenuto nel modo seguente:modo seguente:– si divide la sequenza in gruppi di otto bit (byte)si divide la sequenza in gruppi di otto bit (byte)– si determina il carattere corrispondente ad ogni bytesi determina il carattere corrispondente ad ogni byte

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Il set di caratteri ISO-Latin-1Il set di caratteri ISO-Latin-1

ASCII Standard

Caratteri di controllo

0-32

128-159

ISO-Latin-1 (ISO-8859-1 ISO-Latin-1 (ISO-8859-1 oo ASCII esteso)ASCII esteso)– unica estensione standard di ASCIIunica estensione standard di ASCII– 1 byte = 8 bits = 21 byte = 8 bits = 288 punti di codice = 256 caratteri rappresentati punti di codice = 256 caratteri rappresentati– sufficiente per lingue europee occidentali (italiano, francese, ecc.)sufficiente per lingue europee occidentali (italiano, francese, ecc.)

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Dall’analogico al digitaleDall’analogico al digitale

OK, nel caso dei testi è tutto chiaro…OK, nel caso dei testi è tutto chiaro…

……ma come la mettiamo con immagini, ma come la mettiamo con immagini, suoni, filmati?suoni, filmati?

Cominciamo dalle immagini…Cominciamo dalle immagini…

Di nuovo, il trucco e’ convertire Di nuovo, il trucco e’ convertire l’informazione nelle immagini in forma l’informazione nelle immagini in forma

binaria!!binaria!!

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Codifica delle immaginiCodifica delle immagini

Suddividiamo l’immagine mediante una griglia formatada righe orizzontali e verticali a distanza costante

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Codifica delle immaginiCodifica delle immagini

Ogni quadratino derivante da tale Ogni quadratino derivante da tale suddivisione prende il nome di suddivisione prende il nome di pixelpixel (picture (picture element) e puelement) e può essere codificato in binario ò essere codificato in binario secondo la seguente convenzione:secondo la seguente convenzione:– Il simbolo “0” viene utilizzato per la codifica di un Il simbolo “0” viene utilizzato per la codifica di un

pixel corrispondente ad un quadratino in cui il pixel corrispondente ad un quadratino in cui il bianco bianco èè predominante predominante

– Il simbolo “1” viene utilizzato per la codifica di un Il simbolo “1” viene utilizzato per la codifica di un pixel corrispondente ad un quadratino in cui il nero pixel corrispondente ad un quadratino in cui il nero èè predominante predominante

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Codifica delle immaginiCodifica delle immagini

00 00 00 11 00 00 00 00 00 00

00 00 11 11 11 00 00 00 00 00

00 00 11 11 11 11 11 00 00 00

00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

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Codifica delle immaginiCodifica delle immagini

00 00 00 11 00 00 00 00 00 00

00 00 11 11 11 00 00 00 00 00

00 00 11 11 11 11 11 00 00 00

00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

Poiché una sequenza di bit è lineare, è necessario definireconvenzioni per ordinare la griglia dei pixel in una sequenza. Assumiamo che i pixel siano ordinati dal bassoverso l’alto e da sinistra verso destra0000000000 0011111000 0011100000 0001000000

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Codifica delle immaginiCodifica delle immagini

Non sempre il cortorno della figura coincide con le linee della griglia. Quella che si ottiene nella codifica è un’approssimazione della figura originaria

Se riconvertiamo la sequenza di stringhe0000000000 0011111000 0011100000 0001000000in immagine otteniamo

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Codifica delle immaginiCodifica delle immagini

La rappresentazione sarà più fedele all’aumentaredel numero di pixel, ossia al diminuire delle dimensioni dei quadratini della griglia in cui è suddivisa l’immagine

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EFFETTO DELLA RISOLUZIONEEFFETTO DELLA RISOLUZIONE

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ESERCIZIO (PER I TECNOFILI ESERCIZIO (PER I TECNOFILI DANAROSI) DANAROSI)

Se avete sia un telefonino con camera che Se avete sia un telefonino con camera che una camera digitale, provate a riprendere una camera digitale, provate a riprendere due immagini dello stesso oggetto …. due immagini dello stesso oggetto ….

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PIU’ DI DUE COLORIPIU’ DI DUE COLORI

Se l’immagine è solo in bianco e nero (senza Se l’immagine è solo in bianco e nero (senza grigi), basterà usare un ‘1’ per i pixel neri, e uno grigi), basterà usare un ‘1’ per i pixel neri, e uno ‘0’ per i pixel bianchi‘0’ per i pixel bianchi

Se l’immagine ha più di due colori, si faranno Se l’immagine ha più di due colori, si faranno corrispondere a gruppi diversi di ‘0’ e ‘1’ corrispondere a gruppi diversi di ‘0’ e ‘1’ sfumature diverse di colore (o di grigio)sfumature diverse di colore (o di grigio)

Page 51: INFORMATICA UMANISTICA B 2: RAPPRESENTAZIONE DELLE INFORMAZIONI IN FORMA DIGITALE.

RAPPRESENTARE COLORIRAPPRESENTARE COLORI

Così, ad esempio, se si fa corrispondere a ogni Così, ad esempio, se si fa corrispondere a ogni pixel un byte (cioè 8 bit), potremo differenziare pixel un byte (cioè 8 bit), potremo differenziare 256 colori256 colori

Al posto della tabella di codifica dei caratteri Al posto della tabella di codifica dei caratteri avremo una tabella di codifica dei colori avremo una tabella di codifica dei colori

Ad es: 00101101 Ad es: 00101101

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I SUONII SUONI

Page 53: INFORMATICA UMANISTICA B 2: RAPPRESENTAZIONE DELLE INFORMAZIONI IN FORMA DIGITALE.

CONVERSIONE IN DIGITALE VIA CONVERSIONE IN DIGITALE VIA CAMPIONAMENTOCAMPIONAMENTO

Page 54: INFORMATICA UMANISTICA B 2: RAPPRESENTAZIONE DELLE INFORMAZIONI IN FORMA DIGITALE.

SUONO: DALLA RAPPRESENTAZIONE SUONO: DALLA RAPPRESENTAZIONE ANALOGICA ALLA RAPPRESENTAZIONE ANALOGICA ALLA RAPPRESENTAZIONE

DIGITALEDIGITALE

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Digitalizzare informazione Digitalizzare informazione mulmulttimedialeimediale

E i filmati?E i filmati? Un filmato non è altro che una Un filmato non è altro che una successione di fotogrammi (frame) successione di fotogrammi (frame) accompagnata da una colonnaaccompagnata da una colonna sonora sonora

Basterà codificare, uno per uno, tutti i Basterà codificare, uno per uno, tutti i fotogrammi (sappiamo come fare: ogni fotogrammi (sappiamo come fare: ogni fotogramma è un’immagine)…fotogramma è un’immagine)… e codificare la e codificare la colonna sonora.colonna sonora.Non stupisce che per codificare un breve Non stupisce che per codificare un breve filmato servano moltissimifilmato servano moltissimi bit! bit!

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`Convergenza digitale’ o `Convergenza digitale’ o `Multimedialita’`Multimedialita’

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TEORIA DELL’INFORMAZIONETEORIA DELL’INFORMAZIONE

Dobbiamo a ClaudeDobbiamo a Claude Shannon e WarrenShannon e Warren WeaverWeaver la prima la prima definizione teorica definizione teorica rigorosarigorosa del concetto di del concetto di comunicazione ed il comunicazione ed il primo schema astratto di primo schema astratto di tutti i processi tutti i processi comunicativi, elaborati comunicativi, elaborati alla fine degli anni ‘40alla fine degli anni ‘40

Page 58: INFORMATICA UMANISTICA B 2: RAPPRESENTAZIONE DELLE INFORMAZIONI IN FORMA DIGITALE.

Il concetto di comunicazioneIl concetto di comunicazione

Ma, soprattutto a partire dalla metà del Ma, soprattutto a partire dalla metà del novecento, il termine novecento, il termine comunicazionecomunicazione è è stato sempre più spesso adottato per stato sempre più spesso adottato per designare quella particolare forma di designare quella particolare forma di trasporto trasporto immaterialeimmateriale ed astrattoed astratto che è il che è il trasferimento ditrasferimento di informazione informazione

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Lo schema di Lo schema di Shannon e WeaverShannon e Weaver

La comunicazione è il trasferimento di La comunicazione è il trasferimento di informazioniinformazioni mediante segnalimediante segnali da una fonteda una fonte a a

unun destinatario destinatario

Lo Lo schema della comunicazione di Shannonschema della comunicazione di Shannon e e WeaverWeaver è un è un modello astrattomodello astratto della della comunicazionecomunicazione. . Esso ha l’obiettivo di Esso ha l’obiettivo di individuare la forma generaleindividuare la forma generale di ogni processo di ogni processo comunicativocomunicativo e i e i fattori fondamentalifattori fondamentali che lo che lo costituiscono, quegli elementi, cioè, che costituiscono, quegli elementi, cioè, che devono essere presenti ogni qual volta si devono essere presenti ogni qual volta si verifichi un passaggio diverifichi un passaggio di informazione informazione

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Lo schema di Lo schema di Shannon e WeaverShannon e Weaver

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INFORMAZIONE COME SCELTAINFORMAZIONE COME SCELTA

Con 2 bit si codificano 4 informazioni (2Con 2 bit si codificano 4 informazioni (222))

Con 3 bit si codificano 8 informazioni (2Con 3 bit si codificano 8 informazioni (233))

… …

Con N bit si possono codificare 2Con N bit si possono codificare 2NN informazioni differentiinformazioni differenti

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NUMERO DI BIT NECESSARI PER NUMERO DI BIT NECESSARI PER RAPPRESENTARE INFORMAZIONERAPPRESENTARE INFORMAZIONE

Se il problema Se il problema è quello di dover rappresentare M è quello di dover rappresentare M informazioni differenti si deve selezionare il informazioni differenti si deve selezionare il numero di N bit in modo tale chenumero di N bit in modo tale che

22NN >= M >= MEsempio: per rappresentare 40 informazioni Esempio: per rappresentare 40 informazioni differenti devo utilizzare 6 bit perchdifferenti devo utilizzare 6 bit perché é

2266 = 64 = 64 – 5 bit non sono sufficienti perch5 bit non sono sufficienti perché 2é 255 = 32 = 32

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COMPRESSIONECOMPRESSIONE

L’informazione analogica richiede molti bitL’informazione analogica richiede molti bit

Per cercare di ridurre l’impiego di bit, Per cercare di ridurre l’impiego di bit, possiamo cercare di utilizzare tecniche di possiamo cercare di utilizzare tecniche di compressionecompressione

Le tecniche di compressione usano ogni Le tecniche di compressione usano ogni trucco possibile per ‘economizzare’trucco possibile per ‘economizzare’ sul sul numero di bit utilizzati per lanumero di bit utilizzati per la codifica codifica

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GIF VS. JPEGGIF VS. JPEG

GIF (75279 bytes) JPEG (15975 bytes)

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JPEG: PIU’ / MENO JPEG: PIU’ / MENO COMPRESSOCOMPRESSO

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SUONO ORIGINALE / MP3SUONO ORIGINALE / MP3

CD:CD:– Musica campionata 44100 volte al secondoMusica campionata 44100 volte al secondo– 16 bit per campione16 bit per campione– Campioni per sinistra e destra (stereo)Campioni per sinistra e destra (stereo)– Totale: 1 411 200 bits x secondoTotale: 1 411 200 bits x secondo– = 32 M per una canzone di 3 minuti= 32 M per una canzone di 3 minuti

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MP3MP3

Sfrutta conoscenza dei limiti dell’udito Sfrutta conoscenza dei limiti dell’udito umano per ridurre la quantita’ di umano per ridurre la quantita’ di informazione da immagazzinare:informazione da immagazzinare:– Escludi suoni che l’orecchio non puo’ udireEscludi suoni che l’orecchio non puo’ udire– Quando c’e’ un suono particolarmente Quando c’e’ un suono particolarmente

rumoroso, non registrare gli altri suoni rumoroso, non registrare gli altri suoni

Fattore di riduzione: anche 10 volte (= 3M Fattore di riduzione: anche 10 volte (= 3M per canzone)per canzone)

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RIASSUNTORIASSUNTO

Due tipi di informazione: in forma Due tipi di informazione: in forma ANALOGICAANALOGICA, , in forma in forma DISCRETADISCRETA (o simbolica) (o simbolica) Per rappresentare o comunicare informazione Per rappresentare o comunicare informazione occorre un occorre un CODICECODICECodici digitali:Codici digitali:– Per numeri: binarioPer numeri: binario– Per testi: ASCII Per testi: ASCII – Per immaginiPer immagini– Per suoniPer suoni

Compression: JPEG, MP3Compression: JPEG, MP3

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RIFERIMENTI / SITIRIFERIMENTI / SITI

Ciotti e Roncaglia, capitolo 1Ciotti e Roncaglia, capitolo 1– Online: Online:

http://www.mediamente.rai.it/mediamentetv/learning/ehttp://www.mediamente.rai.it/mediamentetv/learning/ed_multimediale/lezioni/01/d_multimediale/lezioni/01/

Rappresentazione digitale delle immagini e Rappresentazione digitale delle immagini e compressione:compressione:– http://www.med.unifi.it/didonline/anno-I/informatica/nohttp://www.med.unifi.it/didonline/anno-I/informatica/no

de3.htmlde3.html

JPEG: JPEG: http://www.brycetech.com/tutor/windows/jpeg_compression.htmlhttp://www.brycetech.com/tutor/windows/jpeg_compression.html

MP3:MP3:– http://it.wikipedia.org/wiki/MP3http://it.wikipedia.org/wiki/MP3

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AcknowledgmentsAcknowledgments

Alcune slides prese dal sito online di Testo Alcune slides prese dal sito online di Testo e Computer (Lenci / Montemagni / Pirrelli) e Computer (Lenci / Montemagni / Pirrelli)

Altre slides ereditate da Ciotti / Roncaglia Altre slides ereditate da Ciotti / Roncaglia (via Cuel / Ferrario)(via Cuel / Ferrario)

Altre slides ancora da Jeremy Sproston Altre slides ancora da Jeremy Sproston (Universita’ di Torino)(Universita’ di Torino)