Corso di Informatica per Giurisprudenza

1. Corso di Informatica per Giurisprudenza Matteo Cristani Dipartimento di InformaticaFacoltà di Scienze MM. FF. NN. Università degli Studi di Verona http://www.sci.univr.it/~cristani

2. Agenda • 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

3. Comunicazione • Nozione chiave: canale di comunicazione • Sorgente: un ente in grado di codificare messaggi • Destinazione: un ente in grado di decodificare messaggi

4. Simboli e messaggi • Simbolo • La codifica di un contenuto • Messaggio • Il contenuto di una comunicazione simbolica • Canale • Un mezzo di trasmissione dell’informazione

5. Codifica 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

6. Codice 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

7. Informazione • 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

8. Misura di un canale • Se un canale porta informazione misurabile come disambiguazione tra n simboli chiamiamo informazione I portata dal canale il valore

9. Misure base • Per ogni sistema simbolico, se un singolo simbolo costituisce il sistema ogni trasmissione è priva di informazione • Infatti

10. Nozione 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

11. Sistemi 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

12. Bit 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)

13. Rappresentazione 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

14. Misure 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

15. Misure 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)

16. Codifiche 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

17. Codice 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

18. Tabella ASCII estesa (1)

19. Tabella ASCII estesa (2)

20. Tabella ASCII estesa (3)

21. Tipi 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

22. File 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

23. Codifiche 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

24. Codifica 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)

25. Aritmetica in base 2 • Codifica semplice in base 2 • Somma binaria semplice • 0 + 0 = 0 • 0 + 1 = 1 • 1 + 0 = 1 • 1 + 1 = 10

26. Somma 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

27. Esempio di somma in colonna  110011 + 101010 = -------------- 1011101

28. Prodotto di numeri binari • Non esistono tabelline in base 2 • 0 * 0 = 0 • 0 * 1 = 0 • 1 * 0 = 0 • 1 * 1 = 1

29. Rappresentazione 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 bkc* bk

30. Cambio di base • Conversione da 2 a 10 • Per un numero x1x2…xmin base 2 si ha x1x2…xm = x1*2m*x2*2(m-1)xm*20

31. Conversione 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

32. Conversione 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