Prima parte: Che cos’è il Digitale

Che cos’è il Digitale Società dell’informazione Ma… cosa vuol dire società dell’informazione? Definiamo il concetto di informazione

Che cos’è il Digitale Informazione ???? Associamo una definizione molto generica

Che cos’è il Digitale Definiamo l’informazione in modo più specifico Colleghiamo l’informazione al concetto di scelta

Che cos’è il Digitale Ogni situazione in cui occorre fare delle scelte (o in cui non si sa quali scelte siano state fatte da altri) è una situazione di incertezza

Che cos’è il Digitale Effettuare le scelte (o conoscere quali scelte siano state fatte) riduce o elimina l’incertezza

Che cos’è il Digitale Riduzione dell’incertezza = Informazione

Che cos’è il Digitale Un esempio semplice: l’interruttore Due sole possibilità: spento acceso

Che cos’è il Digitale L’informazione sullo stato dell’interruttore corrisponde dunque alla scelta fra due sole alternative Possiamo rappresentarla attraverso 1 bit

Che cos’è il Digitale Bit Unità di misura dell’informazione Corrisponde alla quantità di informazione fornita dalla scelta fra due sole alternative (considerate egualmente probabili)

Che cos’è il Digitale 1 bit rappresenta lo stato dell’interruttore Interruttore acceso: 1 Interruttore spento: 0

Che cos’è il Digitale Useremo più di 1 bit! E se abbiamo a che fare con una scelta fra più di due alternative? Useremo più di 1 bit!

Che cos’è il Digitale

Che cos’è il Digitale Nel nostro esempio, abbiamo deciso di utilizzare un bit per rappresentare lo stato di ciascuna delle lampadine del semaforo In questo modo, con 3 bit potremmo rappresentare tutti gli stati possibili del semaforo Nel caso del semaforo, le alternative disponibili sono comunque poche

Che cos’è il Digitale Si, ma… …è possibile applicare queste idee alla rappresentazione di informazione più complessa, ad esempio di un testo? Un testo è rappresentato attraverso una successione di caratteri Ogni carattere viene scelto all’interno di un insieme finito di simboli

Che cos’è il Digitale Con 8 bit, è possibile rappresentare la scelta fra 256 alternative diverse (28=256) da 00000000… …a 11111111 passando per tutte le combinazioni intermedie (00000001, 00000010, …)

Che cos’è il Digitale Nel caso del semaforo, facevamo corrispondere diverse combinazioni di 3 bit a stati diversi del semaforo Nel caso del testo, faremo corrispondere diverse combinazioni di 8 bit (otto cellette, ciascuna delle quali può contenere 0 o 1) a caratteri diversi

Che cos’è il Digitale Ad esempio: 00000000  A 00000001  B …. e così via

TABELLA DI CODIFICA DEI CARATTERI Che cos’è il Digitale Costruiremo cioè una TABELLA DI CODIFICA DEI CARATTERI che associ caratteri alfanumerici a gruppi di 8 bit

Che cos’è il Digitale La più diffusa tabella di codifica dei caratteri a 8 bit si chiama ISO Latin1 ed è basata sulla vecchia tabella ASCII ( a 7 bit) (attenzione: le associazioni della tabella ISO Latin 1 sono diverse da quelle riportate prima come esempio)

Che cos’è il Digitale O G I P V E Il risultato? Una stringa di caratteri sarà rappresentata dal computer come una successione di gruppi di 8 bit O G I P V E 01001111 01000111 01001001 00100000 01010000 01010110 01000101

Che cos’è il Digitale Byte Un gruppo di 8 bit corrisponde a 1 byte 1 byte = 8 bit

Unità di Misura BIT 8 bit = Byte 1000 Byte = 1 Kilobyte (1K) 1000 K = 1 Megabyte (1M) 1000 M = 1 Gigabyte (1G)

Seconda parte: Hardware e Software

Che cos’è un computer Un computer non è altro che un contenitore, che equipaggiato con gli opportuni dispositivi elettronici (Hardware) e programmi (Software), è in grado di svolgere i più disparati lavori prevalentemente di tipo intellettivo: calcoli, memorizzazione d’informazioni e loro elaborazione.

IL Computer Input   Output

Hardware e Software L’Hardware è l’insieme dei dispositivi fisici del computer: la tastiera, la stampante, il monitor ecc.. Il Software rappresenta l’insieme dei programmi che permettono il funzionamento dell’Hardware.

Hardware

Hardware IL CASE CPU (Central Processing Unit) Unità Centrale di Elaborazione RAM (Random Access Memory) Memoria Centrale ROM (Read Only Memory) HD (Hard Didk) Memoria di Massa (Disco Rigido)

Hardware Monitor Tastiera Mouse Scanner Stampante Video camera digitale Proiettore

Dispositivi di Input Tastiera Mouse Monitor Scanner Video Camera Digitale

Dispositivi di Output Monitor Stampante Plotter

La Memoria Centrale La RAM è accessibile in scrittura e lettura. L’accesso è velocissimo, l’ordine è di poche decine di nano secondi (60/70 ns). Questa memoria ha la caratteristica di perdere il suo contenuto allo spegnimento della macchina. Lo scopo è quello di contenere i programmi che il processore sta eseguendo, ed i dati attualmente necessari ai programmi in questione.

La Memoria Centrale RAM Elettronica Velocissima Volatile Costosa Si misura in Megabyte

ROM La ROM è un tipo di memoria il cui contenuto non può essere modificato in alcun modo dall’utente, la forma è solitamente quella di un chip, il motivo per cui non è possibile scrivere in tale memoria è che il suo contenuto è così importante per il corretto funzionamento della macchina che un eventuale manomissione potrebbe bloccare la macchina in modo irreparabile

ROM Un esempio di tale memoria è il chip che contiene il programma del BIOS. Il BIOS (Basic Input Output System) esteriormente appare come un piccolo "chip elettronico" con tanti piedini di metallo, questo chip in realtà contiene il primo programma che il computer esegue non appena acceso.

La Memoria di Massa Hard Disk (Gigabyte) Floppy Disk (Megabyte) CD ROM (Gigabyte) Non elettronici (magnetici) Non veloci Non volatili Poco Costosi

La Memoria di Massa La CPU esegue i comandi contenuti in un programma, lo fa in modo sequenziale, cioè legge il primo comando e lo esegue, legge il secondo e fa lo stesso e così via. Per fare ciò ha bisogno continuamente di accedere al listato del programma in questione. Per evitare enormi rallentamenti quindi, al momento della sua esecuzione la CPU prima copia la sequenza di comandi da eseguire dalla memoria di massa (ad esempio dall’Hard Disk) nella memoria RAM, dopodiché legge da quest’ultima volta per volta le istruzioni del programma.

La Memoria di Massa La stessa cosa avviene per i dati, quando ad esempio utilizziamo un programma di videoscrittura. Prima bisogna (se esiste) caricare in memoria le pagine precedentemente memorizzate per poi aggiornarle e aggiungerne altre. Dopodiché prima di spegnere il computer devo trasferire quello che ho scritto (che si trova ancora nella RAM) nella memoria di massa per non perderne il contenuto.

Come Funziona il PC Il BIOS è il primo programma che il PC esegue all’accensione Una piccola parte del chip che contiene il BIOS è di tipo RAM Nel BIOS sono contenute informazioni sui componenti che costituiscono il computer Se questi dati non fossero aggiornabili dall’utente vorrebbe significare che la macchina non può essere modificata in nessun modo (es. aggiungendo un Hard Disk più grande).

Come Parte il PC Per non perdere i dati contenuti nella RAM del BIOS è presente una piccola batteria tampone Check-up: Il processore cerca il programma BIOS e verifica la corrispondenza tra le informazioni contenute e la componentistica reale della macchina Se il controllo ha esito positivo il BIOS cerca una memoria di massa nella quale è contenuto il "sistema operativo" e se lo trova lo esegue, altrimenti il PC si blocca e l’unica cosa che è possibile fare è spegnerlo.

Il Software Insieme di File Che cos’è il file??? Un insieme di bit che rappresentano: Caratteri Numeri Immagini Video Audio Operazioni da eseguire

Struttura del File Nome File: Nome.Estensione Nome: definito dall’utente Estensione: definita dall’applicazione usata Esempi: nappi.doc nappi.ppt nappi.tif nappi.mov nappi.wav

Struttura del File Intestazione Corpo Definisce la tipologia del file: Testo Immagini Video Audio Testo, Audio, Video, Immagini……. Corpo Caratteri Pixel Onde Sonore

Il Software

Software di Base: Il Sistema Operativo Il sistema operativo è il programma che mette in comunicazione l’utente col computer. Hardware Sistema Operativo Software di Base

PC in Classe (PSTD Progetto di Sviluppo delle Tecnologie Didattiche) Pentium III 900 128 Mb di memoria RAM HD da circa 8 Gb DVD/CD-ROM 32x Masterizzatore di CD-ROM Monitor 19” Scheda di Rete (Collegamento Internet) scheda video da 4 Mb scheda sonora a 16 bit £ 2.000.000

PC in Istituto (PSTD Progetto di Sviluppo delle Tecnologie Didattiche) Proiettore Stampante Scanner Foto Camera Digitale £ 10.000.000

Digitalizzare informazione multimediale OK, nel caso dei testi è tutto chiaro… …ma come la mettiamo con immagini, suoni, filmati? Cominciamo dalle immagini…

Digitalizzare informazione multimediale L’idea di base: l’immagine viene suddivisa in una griglia di cellette ogni celletta corrisponde a un ‘puntino’ (pixel) dell’immagine Tanto più è fitta la griglia (più numerose sono le cellette), tanto migliore è la risoluzione dell’immagine

Digitalizzare informazione multimediale

Digitalizzare informazione multimediale Ogni pixel dell’immagine viene codificato usando gruppi di 0 e 1 Se l’immagine è solo in bianco e nero (senza grigi), basterà usare un ‘1’ per i pixel neri, e uno ‘0’ per i pixel bianchi Se l’immagine ha più di due colori, si faranno corrispondere a gruppi diversi di ‘0’ e ‘1’ sfumature diverse di colore (o di grigio)

Digitalizzare informazione multimediale Così, ad esempio, se si fa corrispondere a ogni pixel un byte (cioè 8 bit), potremo differenziare 256 colori Al posto della tabella di codifica dei caratteri avremo una tabella di codifica dei colori Ad es: 00101101 

Digitalizzare informazione multimediale La nostra immagine viene in questo modo fatta corrispondere a una larghissima matrice Ogni pixel dell’immagine viene codificato dal gruppo di ‘0’ e ‘1’ associato al suo colore dalla tabella di codifica dei colori utilizzata

Digitalizzare informazione multimediale E i suoni? Sappiamo che le onde sonore sono rappresentabili attraverso funzioni

Digitalizzare informazione multimediale È facile rappresentare l’onda sonora usando solo ‘0’ e ‘1’: Ad esempio, si può usare l’aritmetica binaria per codificare i valori della ‘x’ e della ‘y’

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

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

Digitalizzare informazione multimediale Per cercare di ridurre l’impiego di bit, possiamo cercare di utilizzare tecniche di compressione Le tecniche di compressione usano ogni trucco possibile per ‘economizzare’ sul numero di bit utilizzati per la codifica

digitalizzare Ricapitoliamo Testo, immagini, suoni, filmati… tutti questi tipi diversi di informazione si possono digitalizzare si possono cioè trasformare in bit

Terza parte: Convergenza al digitale

Convergenza al digitale Ma… perché la possibilità di trasformare in formato digitale, cioè in bit, tipi diversi di informazione, è così importante? …perché abbiamo uno strumento potentissimo per gestire e manipolare informazione in formato digitale!

Convergenza al digitale …proprio lui: Il computer

Convergenza al digitale Tradizionalmente, tipi di informazione diversi erano associati a media diversi Ogni medium aveva i suoi particolari supporti Ogni medium aveva i suoi stili espressivi, le sue tecniche di produzione, il suo particolare mercato

Convergenza al digitale Con la convergenza al digitale: tendono a unificarsi i supporti (memorie di massa, rete) tendono a unificarsi le tecnologie di produzione tendono a unificarsi gli strumenti di gestione e di ‘lettura’ (computer) tendono a unificarsi i mercati

Convergenza al digitale 01101010