corso di informatica per giurisprudenza
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Corso di Informatica per Giurisprudenza. Matteo Cristani Dipartimento di Informatica Facoltà di Scienze MM. FF. NN. Università degli Studi di Verona http://www.sci.univr.it/~cristani. Agenda. La codifica dell'informazione Simboli e messaggi; Misura dell'informazione; Nozione di bit - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Matteo Cristani
Dipartimento di Informatica
Facoltà di Scienze MM. FF. NN.
Università degli Studi di Verona
http://www.sci.univr.it/~cristani
Corso di Informatica per Giurisprudenza
Corso di Informatica per Giurisprudenza
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AgendaAgenda
La codifica dell'informazione Simboli e messaggi; Misura dell'informazione;
Nozione di bit Codici digitali
Codice ASCII/ANSI/UNICODE Tipi di file e metodi di codifica File testo e binari
Codifica digitale dei dati Aritmetica in base 2
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ComunicazioneComunicazione
Nozione chiave: canale di comunicazione Sorgente: un ente in grado di codificare
messaggi Destinazione: un ente in grado di
decodificare messaggi
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Simboli e messaggiSimboli e messaggi
Simbolo La codifica di un contenuto
Messaggio Il contenuto di una comunicazione simbolica
Canale Un mezzo di trasmissione dell’informazione
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Codifica simbolicaCodifica simbolica
Associazione segno alfabetico-messaggio Concetto di codice
Tabella che associa un simbolo del codice sorgente ad un numero
Motivazione: Usare codifiche elementari I numeri sono universali I numeri ammettono codifiche minime
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Codice minimoCodice minimo
Dato un alfabeto la trasmissione di un simbolo comporta un attesa di messaggio da parte della destinazione
Se la destinazione ottiene il messaggio decodifica per un elemento tra quelli disponibili nel codice sorgente
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InformazioneInformazione
Più piccolo è il codice sorgente e meno informazione porta il singolo messaggio
L’informazione significativa è minima quando disambigua tra due elementi (50% di possibilità)
La disambiguazione di un singolo simbolo è 0 Chiamiamo informazione portata da un messaggio
il numero di disambiguazioni binarie necessarie per trasmettere il messaggio stesso
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Misura di un canaleMisura di un canale
Se un canale porta informazione misurabile come disambiguazione tra n simboli chiamiamo informazione I portata dal canale il valore
)(log2
nI
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Misure baseMisure base
Per ogni sistema simbolico, se un singolo simbolo costituisce il sistema ogni trasmissione è priva di informazione
Infatti0)1(log
2I
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Nozione di bitNozione di bit
La misura minima è determinata da un sistema con due simboli, per cui l’informazione misura 1
L’unità di misura è un bit
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Sistemi simbolici e loro misureSistemi simbolici e loro misure
L’informazione trasportata da un sistema con 4 simboli è 2 bit, con 8 simboli 3 bit, con sedici simboli 4 bit
In generale, per sistemi simbolici con 2n simboli alfabetici la misura dell’informazione trasportata è n bit
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Bit simboliciBit simbolici
Per un alfabeto con due simboli ogni messaggio porta 1 bit
Chiamiamo bit anche la codifica simbolica basata su due simboli
In altre parola chiamiamo bit una singola cifra binaria (origine effettiva del nome, acronimo di binary digit)
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Rappresentazione dell’informazioneRappresentazione dell’informazione
Per qualsiasi numero intero k sia n il più piccolo intero tale che 2n ≥ k
Il numero di bit necessari per rappresentare un alfabeto di ordine k è n
Esempio Per codificare 26 simboli occorrono 5 bit
essendo 32=25 la più piccola potenza del due maggiore o uguale a 26
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Misure di memoriaMisure di memoria
Un dato memorizzato utilizza bit simbolici Ogni sistema di memoria raggruppa i dati in token
di 8 bit chiamati byte Un insieme di 4, 6 o in alcuni sistemi evoluti 8
byte forma una parola macchina I multipli dell’unità byte sono
Kilobyte (Kb) = 1024 byte Megabyte (Mb) = 1024 Kb Gigabyte (Gb) = 1024 Mb
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Misure di canaleMisure di canale
Un canale di comunicazione si misura in informazione trasportata al secondo
Un baud (bs) è l’unità di misura della velocità di trasmissione dell’informazione di un canale Multipli usati per la velocità del modem di casa
Kbs (standard 56 kbs)
Multipli usati per la velocità di modem ad alta velocità o per le reti locali Mbs (standard 10 o 100 Mbs)
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Codifiche simboliche standardCodifiche simboliche standard
Il più diffuso codice simbolico è ASCII Acronimo per American Standard Code for
Information Interchange Integrato con le due nuove codifiche ANSI
e UNICODE American National Standard Institute United Nations International CODE
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Codice ASCIICodice ASCII
Il codice ASCII utilizza 1 byte per ogni simbolo Il codice rappresenta sovrabbondantemente (2
volte): i simboli alfabetici e numerici, i simboli standard della codifica di macchina da
scrivere come . , : ; Un insieme di simboli speciali codificati come caratteri
di controllo (del flusso di testo) per azioni di movimento come andare a capo, spaziare, scendere di una linea o di una pagina
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Tabella ASCII estesa (1)Tabella ASCII estesa (1)
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Tabella ASCII estesa (2)Tabella ASCII estesa (2)
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2020
Tabella ASCII estesa (3)Tabella ASCII estesa (3)
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Tipi di file e metodi di codificaTipi di file e metodi di codifica
Struttura dei file Un file è una sequenza di dati Esistono due livelli di interpretazione
Livello della lettura (e trasmissione) Livello della strutturazione dei dati
A livello della lettura e trasmissione Per byte: file di testo Per parola: file binari
A livello di strutturazione dei dati Per struttura dei record: file applicazione Per relazione con il sistema
operativo: file eseguibili e di supporto
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File di testo e binariFile di testo e binari
File di testo sono file che si leggono con applicazioni di text editing, cioè applicazioni che leggono byte per byte e trasformano ogni byte in un carattere secondo il codice ASCII
Quindi i file di testo si chiamano anche file ASCII I file binari possono essere letti solamente
mediante applicazioni specifiche che conoscono la codifica per quel tipo di file I file WORD sono file leggibili solamente con WORD
e applicazioni compatibili I file EXCEL sono leggibili solamente con EXCEL
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Codifiche ASCIICodifiche ASCII
Esistono codifiche ASCII per tipi di file interpretabili come file non di testo Esempio: PDF, PostScript, HTML
Tali file sono file di testo, ma sono intelleggibili secondo il significato della codifica da interpreti che trasformano le codifiche ASCII
Vantaggio Indipendenza dalla piattaforma
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Codifica digitale dei datiCodifica digitale dei dati
I numeri nel calcolatore ammettono interpretazione secondo il codice ASCII, come codifiche ASCII o come numeri in se stessi
Poiché un byte è formato da otto bit, le codifiche in base a potenza del due sono 8 cifre binarie (base 2) 4 cifre ottali (base 8) 2 cifre esadecimali (base 16)
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2525
Aritmetica in base 2Aritmetica in base 2
Codifica semplice in base 2 Somma binaria semplice
0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 10
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2626
Somma binaria in colonnaSomma binaria in colonna
Poiché la somma in colonna di due numeri comporta il riporto della massima cifra di riporto per la somma di due numeri di una cifra il massimo che possiamo trovare è 1 con il riporto di 1
Le regole sono ovviamente le stesse della somma in colonna per numeri decimali
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2727
Esempio di somma in colonnaEsempio di somma in colonna
110011 +
101010 =
--------------
1011101
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2828
Prodotto di numeri binariProdotto di numeri binari
Non esistono tabelline in base 2 0 * 0 = 0 0 * 1 = 0 1 * 0 = 0 1 * 1 = 1
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2929
Rappresentazione posizionaleRappresentazione posizionale
Poiché la notazione di base è ovviamente posizionale una cifra c base b di posizione k contando da destra vale come addendo per la cifra rappresentata moltiplicato bk
c* bk
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3030
Cambio di baseCambio di base
Conversione da 2 a 10 Per un numero
x1x2…xm
in base 2 si ha
x1x2…xm = x1*2m*x2*2(m-1)xm*20
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3131
Conversione da 10 a 2Conversione da 10 a 2
Divisione successiva del numero in base 10 da convertire per due
Il resto di ogni divisione fornisce la cifra in ordine ultima, penultima, terzultima, eccetera
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3232
Conversione da 10 a 2 - esempioConversione da 10 a 2 - esempio
Sia 2456 il numero da convertire2456 : 2 = 1228 (0)1228 : 2 = 614 (0)
614 : 2 = 307 (0)307 : 2 = 153 (1)153 : 2 = 76 (1)
76 : 2 = 38 (0)38 : 2 = 19 (0)19 : 2 = 9 (1)
9 : 2 = 4 (1)4 : 2 = 2 (0)2 : 2 = 1 (0)1 : 2 = 0 (1)
Risultato
245610 = 1001100110002