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
1
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
2
Comunicazione
Nozione chiave: canale di comunicazione
 Sorgente: un ente in grado di codificare
messaggi
 Destinazione: un ente in grado di
decodificare messaggi

3
Simboli e messaggi

Simbolo
 La

Messaggio
 Il

codifica di un contenuto
contenuto di una comunicazione simbolica
Canale
 Un
mezzo di trasmissione dell’informazione
4
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

5
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

6
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
7
Misura di un canale

Se un canale porta informazione misurabile
come disambiguazione tra n simboli
chiamiamo informazione I portata dal
canale il valore
I log 2(n)
8
Misure base
Per ogni sistema simbolico, se un singolo
simbolo costituisce il sistema ogni
trasmissione è priva di informazione
 Infatti

I log2(1) 0
9
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

10
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

11
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)

12
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
13
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
Megabyte
Gigabyte
(Kb) = 1024 byte
(Mb) = 1024 Kb
(Gb) = 1024 Mb
14
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)
15
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

16
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
17
Tabella ASCII estesa (1)
18
Tabella ASCII estesa (2)
19
Tabella ASCII estesa (3)
20
Tipi di file e metodi di codifica

Struttura dei file


Un file è una sequenza di dati
Esistono due livelli di interpretazione



A livello della lettura e trasmissione



Livello della lettura (e trasmissione)
Livello della strutturazione dei dati
Per byte:
Per parola:
file di testo
file binari
A livello di strutturazione dei dati


Per struttura dei record:
Per relazione con il sistema
operativo:
file applicazione
file eseguibili e di supporto
21
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
22
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
23
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)
24
Aritmetica in base 2
Codifica semplice in base 2
 Somma binaria semplice

0
+0=0
0+1=1
1+0=1
 1 + 1 = 10
25
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

26
Esempio di somma in colonna
 
110011 +
101010 =
-------------1011101
27
Prodotto di numeri binari

Non esistono tabelline in base 2
0
*0=0
0*1=0
1*0=0
1*1=1
28
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 bk
c* bk
29
Cambio 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
30
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

31
Conversione da 10 a 2 - esempio


Sia 2456 il numero da convertire
2456 : 2 =
1228 : 2 =
614 : 2 =
307 : 2 =
153 : 2 =
76 : 2 =
38 : 2 =
19 : 2 =
9 : 2=
4 : 2=
2 : 2=
1 : 2=
Risultato
1228
614
307
153
76
38
19
9
4
2
1
0
(0)
(0)
(0)
(1)
(1)
(0)
(0)
(1)
(1)
(0)
(0)
(1)
245610 = 1001100110002
32