Le Informazioni e la loro Rappresentazione nei calcolatori

Concetto Di Informazione L’informazione si può definire come tutto ciò a cui l’uomo attribuisce un significato oppure tutto ciò che si può rappresentare, scrivere, dire, per essere comunicato. In senso più teorico, l’informazione è uguale a DATO + SEMANTICA DATO+SEMANTICA: Collegamento ipertestuale alla diapositiva 4. VEDI ESEMPIO: Collegamento ipertestuale alla diapositiva 5.

Informazione = Dato + Semantica I dati sono un qualcosa a cui noi non attribuiamo un significato, come ad esempio il numero 2344. Se a questo dato aggiungiamo un significato (cioè la semantica) avremo una informazione (ad esempio 2344 persone che stanno guardando la TV in questo momento). Idea di informazione… con un esempio.

Esempio Di Informazione Un esempio di informazione è la spiegazione per raggiungere una luogo. Quando l’informazione ha un supporto e un linguaggio che la concretizza prende il nome di ‘ messaggio ’.

L’Informatica Informatica significa ‘elaborazione automatica delle informazioni ’ e consiste nell’ elaborare i dati in modo automatico mediante l’uso del computer.

Le Caratteristiche delle Informazioni Le Informazioni godono di tre caratteristiche: Trasformabilità Conservabilità Diffusione

Conservabilità La conservabilità dell’informazione si può assicurare misurando la quantità di informazione contenuta nel messaggio trasmesso e verificando che questa sia la stessa contenuta nel messaggio ricevuto.

La Quantità d’ Informazione Per misurare la quantità di informazione associata ad una sorgente ci rifacciamo agli studi di Shannon.

Shannon H = F(1/P) VEDI ESEMPIO La teoria di Shannon dice: “La sorgente si può vedere come un’entità composta da un insieme di messaggi ‘m’ a ciascuno dei quali è attribuita una probabilità ‘p’ di essere emesso”. Se i messaggi sono equiprobabili la quantità di informazione (H) aumenta al diminuire della probabilità delle singole emissioni, e viceversa. H = F(1/P) VEDI ESEMPIO

Esempio Supponiamo di aver perso il cane: il cane da ritrovare è un alano, di 2 anni con il pelo scuro. Queste informazioni non possono esserci d’aiuto perché alle caratteristiche descritte sopra corrispondono molti cani di questo tipo. Se aggiungiamo che il cane ha un occhio verde e l’altro blu abbiamo fornito una grossa informazione , importante per il ritrovamento del cane.

Misura Delle Informazioni Per misurare l’informazione (‘F’), è necessario individuare l’unità di misura delle informazioni. VEDI ESEMPIO

F=(1/P) => H= log2(n) => H= log2(2) Esempio Se paragoniamo i messaggi a degli interruttori, ognuno che ha la stessa probabilità dell’altro, vediamo che il numero dei messaggi (n) emesso è legato alla quantità di informazione della sorgente da una funzione logaritmica in base 2. F=(1/P) => H= log2(n) => H= log2(2) BIT (BINARY DIGIT)

Diffusione o Trasportabilità Per garantire la diffusine (o trasportabilità) è necessario determinare un preciso sistema di trasmissione.

Per far avvenire la diffusione in modo corretto è necessario che: Sorgente e destinatario usino lo stesso linguaggio. Esista un adeguato canale di collegamento. I disturbi non siano tali da confondere il messaggio.

Canale di Trasmissione Trasmettitore Ricevitore SORGENTE Canale di Comunicazione DESTINATARIO Messaggio Messaggio Sorgente disturbi Vedi esempio

Per fare un esempio … Adesso svolgete l’ esercizio n 12 di pag 114. Vi lascio 10 minuti poi faremo una correzione collettiva. L’EMITTENTE in questo caso è il professore che trasmette il MESSAGGIO (far svolgere l’ esercizio) ai suoi alunni, DESTINATARI.

In sintesi possiamo dire che: Il Messaggio è ciò che si comunica. Il Referente è l’ argomento del messaggio. L’ Emittente è chi elabora e trasmette il messaggio. Il Destinatario è chi riceve e interpreta il messaggio. Il Codice è il linguaggio in cui è formulato il messaggio. Il Canale è il mezzo fisico che permette la trasmissione del messaggio.

Codifica delle Informazioni (2) Codificare significa rappresentare l’ insieme dei simboli con cui è possibile formare tutti i messaggi dell’ alfabeto sorgente mediante un altro insieme di simboli, alfabeto codice, più facilmente trasmettibili.

Codifica delle Informazioni (1) Nei processi di comunicazione riveste un’importanza fondamentale la ricerca e la progettazione del codice.

I Casi Possibili: Alfabeto sorgente = Alfabeto codice

ESEMPIO: codice dei sordo-muti Primo Caso: Se l’alfabeto della sorgente e quello del codice sono equipotenti la codifica avviene associando all’elemento del primo alfabeto uno del secondo. ESEMPIO: codice dei sordo-muti

Equipotenti Si dicono equipotenti due alfabeti che sono formati dallo stesso numero di simboli.

Secondo Caso: Se il numero dei simboli dell’alfabeto sorgente e di quello codice sono diversi, come accade con la comunicazione uomo-computer, è necessario che ogni simbolo della sorgente sia codificato in una sequenza di BIT (simboli dell’alfabeto codice) di lunghezza ‘n’ tale che 2n sia maggiore o ugualeal numero dei simboli che compongono l’alfabeto sorgente. VEDI ESEMPIO

Esempio: Le 21 lettere dell’alfabeto italiano richiedono per la codifica stringhe di 5 BIT in quanto 25 = 32 sono un numero di configurazioni sufficienti a rappresentare le 21 lettere.

I Multipli Del Bit: 8 BIT => byte 1 kbyte => 1024 byte Se il bit è l’unità dell’ informazione, il byte è un multiplo del bit composto da 8 bit. Infine il byte è l’ unità di misura delle memorie. I multipli sono: 8 BIT => byte 1 kbyte => 1024 byte 1 Mbyte => 1024 kbyte 1 Gbyte => 1024 Mbyte

Sistemi di numerazione I sistemi di numerazioni più usati sono: Sistema di numerazione decimale Sistema di numerazione binario Sistema di numerazione esadecimale

Sistema di numerazione binario E’ in base 2, cioè formato da 2 simboli (0/1) detti BIT E’ posizionale E’ adottato dai calcolatori perchè meglio simula i suoi dispositivi bistabili.

Sistema di numerazione decimale Il sistema di numerazione decimale è in base 10. E’ formato da dieci simboli (0...9) ed è posizionale.

Sistema di numerazione esadecimale Il sistema di numerazione esadecimale è : In base 16 E’ formato da 16 simboli(0,1,2...9,a,b,c,d,e,f) E’ posizionale Si preferisce usarlo al posto del binario per rapidità di calcolo e presentazioni di numeri con minor uso di simboli

Fine della Presentazione

Conversioni E’ possibile convertire numeri da un sistema di numerazione all’ altro CONVERSIONE DECIMALE-BINARIO CONVERIONE BINARIO-DECIMALE CONVERIONE DECIMALE-ESADECIMALE CONVERSIONE ESADECIMALE-DECIMALE CONVERSIONE BINARIO-ESADECIMALE CONVERSIONE ESADECIMALE-BINARIO

CONVERSIONE BINARIO-DECIMALE In questo tipo di conversione ogni bit ( a partire da destra verso sinistra) si moltiplica per una potenza che ha base 2 ed esponente la posizione del bit. I risultati dei prodotti si sommano

CONVERSIONE DECIMALE-BINARIO In questo tipo di conversione si divide il numero decimale per 2 fino ad ottenere quoziente 0; si prendono i resti dal basso verso l’alto per formare il numero binario

Rappresentazione dei dati nell’ elaboratore I dati nell’ elaboratore possono essere rappresentati secondo due modalità:

Dati su cui si devono effettuare operazioni aritmetiche DATI NUMERICI: Dati su cui si devono effettuare operazioni aritmetiche REALI (per i numeri decimali), rappresentazione in virgola mobile. Senza Segno (Naturali): BYTE (0<= x <= 255 ) WORD (0<= x <= 65535) INTERI 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 8 – 1 8 – 1 7 7 15 15 DATI ALFANUMERICI Dati alfabetici e numerici, questi ultimi non usati per operazioni aritmetiche (Es. Codice Ascii)

N indica il numero di bit; -1 indica il bit per il segno DATI NUMERICI: Dati su cui si devono effettuare operazioni aritmetiche REALI (per i numeri decimali), rappresentazione in virgola mobile. N indica il numero di bit; -1 indica il bit per il segno Senza Segno (Naturali): BYTE (0<= x <= 255) WORD (0<= x <= 65535) INTERI 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 8 – 1 8 – 1 7 7 15 15 DATI ALFANUMERICI Dati alfabetici e numerici, questi ultimi non usati per operazioni aritmetiche (Es. Codice Ascii)

Il -1 comprende lo 0 DATI NUMERICI: Dati su cui si devono effettuare operazioni aritmetiche REALI (per i numeri decimali), rappresentazione in virgola mobile. Il -1 comprende lo 0 Senza Segno (Naturali): BYTE (0<= x <= 255) WORD (0<= x <= 65535) INTERI 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 8 – 1 8 – 1 7 7 15 15 DATI ALFANUMERICI Dati alfabetici e numerici, questi ultimi non usati per operazioni aritmetiche (Es. Codice Ascii)