CODIFICA DATI/ISTRUZIONI

Presentazione sul tema: "CODIFICA DATI/ISTRUZIONI"— Transcript della presentazione:

1 CODIFICA DATI/ISTRUZIONI
Nel calcolatore tutta l’informazione e’ codificata in binario (sequenza di 0,1) Perche’ il calcolatore e’ formato da componenti BISTABILI: - elettronici (alta/bassa tensione elettr.) - magnetici (differente stato di polarizzazione magnetica) - ottici (alternanza luce/buio) 2 STATI “FISICI” (possibili, nitidi e sicuri) che vengono RAPPRESENTATI (denotati) con 0 e 1 che sono anche le cifre del sistema binario (BIT – BINARY DIGIT )

2 CODIFICA DATI/ISTRUZIONI
CODIFICA BINARIA corrisponde ad un FENOMENO FISICO che puo’ essere osservato in 2 stati La limitazione a soli 2 stati e’ nata da motivazioni tecnologiche (minori probabilita’ di guasti e di errori) Codifica binaria da “NECESSITA’” ad “OPPORTUNITA’” per la standardizzazione della rappresentazione di tutte le informazioni

3 CODIFICA DEI CARATTERI
Perche’??? 1. INFORMAZIONE (alfabeto) 2. ISTRUZIONI (CODICE OPERATIVO) 3. ISTRUZIONI DI STAMPA DATO NUMERICO DATO ALFANUMERICO

4 CODIFICA DEI CARATTERI 3 CATEGORIE DI CARATTERI:
CARATTERE ALFANUMERICO (A,B,C,.....Z a,b,c,.....z 0,1, ) SEGNI di punteggiatura o aritmetici ( , ; : + / - * . $ & # ) CARATTERI DI COMANDO codici per la trasmissione codici per il controllo della stampante

5 CODIFICA DEI CARATTERI
“PATTERNS OF BITS” UTILIZZA UNA STRINGA/SEQUENZA DI BIT E’ UNA CONVENZIONE TRA PRODUTTORI che determina: la compatibilita’ tra macchine la necessita’ o non di “conversioni” (la trascodifica dei dati)

6 CODIFICA DEI CARATTERI
IL NUMERO DEI CARATTERI RAPPRESENTABILI DIPENDE DAL NUMERO DEI BIT UTILIZZATI: con 6 bit : set di 64 caratteri con 7 bit : set di 128 caratteri con 8 bit : set di 256 caratteri con 16 bit : set di caratteri Per rappresentare il ns alfabeto occorrono almeno 7 bit (128 configurazioni)

7 “Le convenzioni per i caratteri”
La convenzione deve essere accettata da tutti gli utilizzatori A livello internazionale sono stati definiti degli “standard” La situazione degli standard di codifica è la seguente:

8 CODIFICA DEI CARATTERI codifiche in “disuso”:
a 6 BIT (64 caratteri) 26 lettere dell’alfabeto + 10 cifre decimali + 28 segni e caratteri speciali (limitata: le sole lettere dell’alfabeto sono 52) B.C.D. per carattere (alcune macchine IBM) CODICE FIELDDATA (macchine UNIVAC)

9 CODIFICA DEI CARATTERI
CODIFICHE IN “USO” A 8 BIT: ASCII (American Standard Code for Information Interchange ) STANDARD (128 caratteri) utilizza 7 bit, ma 1 bit ignorato o di parita’ nelle trasmissioni dei dati – utilizzata da tutti i produttori di tutti i paesi ASCII ESTESO (256 caratteri): NON STANDARD E.B.C.D.I.C. : no PC (mondo IBM mini/mainframe - AS400)

10 CODIFICA DEI CARATTERI Esempio CODIFICA ASCII
simbolo ASCII (code) (48) (49) (50) (51) A (65) B (66) a (97)

11 CODIFICA DEI CARATTERI
CODIFICHE più RECENTI Poiche’ 256 caratteri sono insufficienti per rappresentare i simboli dell’alfabeto di altre lingue, occorrono 16 BIT UNICODE  codifica a 16 bit  caratteri  Nuovo standard

12 Codifica dei NUMERI IN ASCII
Ogni cifra numerica può essere codificata con il corrispondente carattere ASCII ES: 1951  Spreca spazio (non è efficiente) Non è elaborabile numericamente

13 CODIFICA dei NUMERI NUMERI codificati con il SISTEMA DI NUMERAZIONE BINARIO (partendo dal presupposto che qualsiasi numero decimale può essere facilmente convertito in numero binario) La codifica binaria NON COSTITUISCE UN LIMITE all’INSIEME DEI NUMERI RAPPRESENTABILI IL NUMERO MASSIMO rappresentabile viene dato dal N.RO dei BIT a disposizione Con N bit si possono codificare numeri naturali compresi tra 0 <-> ((2^N) - 1)

14 Codifica dei numeri - NATURALI
BIT INTERVALLO NUMERICO 8 (1 byte *) 16 (2 byte *) 24 (3 byte ) 32 (4 byte *) BYTE = unità generalmente trattata (vedi es.xls)

15 Codifica dei NUMERI NATURALI
Il numero piu’ grande rappresentab. e’ = 2^n dove n indica il n.ro di bit disponibili Nel computer non esiste il - infinito e il + infinito. ESISTE UN NUMERO MINIMO ED UN NUMERO MASSIMO che dipende dal n.ro dei bit disponibili Nel momento in cui si fissa il n.ro di bit destinati a rappresentare un numero, automaticamente si fissa anche il n.ro massimo gestibile Oltre si va in “overflow” (travaso) – errore!

16 Codifica dei NUMERI INTERI (positivi e negativi)
Numeri rappresentabili SEMPRE (quale sia la tecnica adottata): da -2^(n-1) a +2^(n-1)-1 Con 1 byte (8 BIT): naturali : interi : da a 1° tecnica con 1 BIT PER IL SEGNO 0 per i positivi 1 per i negativi I restanti 7 bit per il NUMERO Es.xls – rappresentazione numeri

17 Codifica dei numeri INTERI
“Binario con bit di segno” è facile da leggere Poco efficiente: 2 rappresentazioni per lo zero: zero positivo e zero negativo, ma soprattutto NON E’ ELABORABILE CON FACILITA’ 2° tecnica: COMPLEMENTO A 2

18 NUMERI negativi : COMPLEMENTO a 2
LUCIDI BENTIVOGLIO – pagg

19 RAPPRESENTAZ. NUMERI FRAZIONARI / REALI
VIRGOLA FISSA (FIXED POINT) 0, = VIRGOLA MOBILE (FLOATING POINT) 367 x 10 ^-5 = E -5 notazione scientifica formato esponenzial mantissa esponente

20 RAPPRESENTAZ. NUMERI FRAZIONARI / REALI
Con pochi simboli consente di rappresentare numeri molto grandi e numeri molto piccoli = 767 E +7 0, = 1465 E -9 FLOATING sia in DECIMALE che in BINARIO: OCCUPA MENO BIT

21 RAPPRESENTAZ. NUMERI FRAZIONARI / REALI
numero : VIRGOLA FISSA : richiede almeno 44 bits (6 byte) 2^43= 2^44= VIRGOLA MOBILE = 12 E +12 S MANTISSA S ESPONENTE = 10 bits (2 byte)

22 FLOATING POINT LA PRECISIONE DEL NUMERO DIPENDE DAL NUMERO DI BITS destinati alla MANTISSA es: = 0,123 E +14 con 8 bit : mantissa = 123 con 6 bit : mantissa = 12 (2^6 = )

23 FLOATING POINT LA DIMENSIONE DEL NUMERO (n.ro MAX E MIN) dipende dal NUMERO DI BITS RISERVATI ALL’ESPONENTE Es: a parita’ di mantissa 123 E 15 = 123 E 18 =

24 VIRGOLA FISSA / MOBILE VIRGOLA FISSA NEL GESTIONALE dove e’ importante la precisione e non la “dimensione” dei numeri VIRGOLA MOBILE NELLO SCIENTIFICO dove e’ importante poter trattare n.ro molto grandi o molto piccoli

25 FLOATING POINT SHORT REAL (SINGOLA PRECISIONE) 32 BITS
1 per il segno, 23 per la mantissa, 8 per l’esponente ** da 10^-38 a 10^ 38 LONG REAL (DOPPIA PRECISIONE) 64 BITS (51 per mantissa) da 10^-308 a 10^308

26 NUMERO MINIMO E NUMERO MAX RAPPRESENTABILE dal computer ?
CODIFICHE DEI NUMERI NUMERO MINIMO E NUMERO MAX RAPPRESENTABILE dal computer ? dipende: - codifica adottata - modalita’ di rappresentazione (fissa/mobile) - n.ro byte che il linguaggio di programmazione usa (FISSO / VARIABILE ) es: BASIC st. (2 byte) COBOL

27 COSA RAPPRESENTA IL BYTE: 01000001 ???
se BINARIO PURO: con 1 byte = 65 decimale parte di 1 o + byte = ???? se B.C.D.: = 4 0001 = 1 41 decimale

28 COSA RAPPRESENTA IL BYTE 01000001 ???
se ASCII : A se EBCDIC = L se ISTRUZIONE MACCHINA se INDIRIZZO CELLA di MEMORIA add ???

29 COSA RAPPRESENTA IL BYTE 01000001 ???
se NUMERO REALE / FLOAT: mantissa o parte della mantissa oppure tutto (o parte) esponente se IMMAGINE se SUONO...(formato .WAY?)

30 DA CHI DIPENDE L’INTERPRETAZIONE ???

31 DAL SOFTWARE !!!! LINGUAGGIO NATURALE 000111 001100 LINGUAGGIO
LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE 000111 001100 LINGUAGGIO MACCHINA TRADUTTORI

32 CODIFICA ESADECIMALE CODIFICA A BASE 16 CHE SERVE SOLO PER SEMPLIFICARE LA RAPPRESENTAZIONE DEI BYTE IN BINARIO NON VIENE USATA DAL COMPUTER MA DALL’ UOMO PER COMODITA’ DI RAPPRESENTAZIONE

33 CODIFICA ESADECIMALE ALLORA OGNI BYTE POTRA’ ESSERE
0000 = 0 0001 = 1 0010 = 2 0011 = 3 0100 = 4 0101 = = A 0110 = = B 0111 = = C 1000 = = D 1001 = = E 1111 = F ALLORA OGNI BYTE POTRA’ ESSERE DIVISO IN SEMIBYTE IL QUALE POTRA’ ESSERE TRASFORMATO IN HEX = 9C = 8F H H