Scarica Introduzione all'Informatica: Informazione, Codifica e Elaborazione - Prof. Frigerio e più Appunti in PDF di Fondamenti di informatica solo su Docsity!
Lezione 1 L’informazione e il suo trattamento Il termine INFORMATICA deriva da 2 TERMINI: “ informazione ” e “ automatica ” ed è la disciplina che si occupa/si interessa della conservazione/memorizzazione, dell’elaborazione (ELABORARE INFORMAZIONE significa ricavare ulteriore informazione dall’informazione esistente/dall’informazione di partenza, ad es: tramite calcoli o inferenze ) e della trasmissione/comunicazione dell’informazione. Es. l’informazione è rappresentata dai guadagni dell’azienda Alfa a gennaio, a febbraio e a marzo e vogliamo sapere quanto ha guadagnato l’azienda nel 1° trimestre: si fa quindi la somma dei 3 numeri dati (INFORMAZIONE DI PARTENZA) per ottenere un’INFORMAZIONE ULTERIORE, la somma dei guadagni del 1° trimestre. Questo calcolo è detto ELABORAZIONE. (Excel è il programma usato per conservare informazione in maniera ordinata nelle CELLE e per fare calcoli elaborando questa informazione). Artefatti Queste 3 OPERAZIONI non sono attività nuove, in quanto l’uomo ha sempre conservato, elaborato e trasmesso informazione; tuttavia, nel mondo moderno, mano a mano che c’è stato un progresso umano, la quantità di informazione da conservare, elaborare e trasmettere è aumentata notevolmente: quando la quantità di informazione ha iniziato a diventare troppo elevata per conservarla ed elaborarla a mente, gli esseri umani hanno inventato artefatti che potessero aiutarli in queste 3 OPERAZIONI (= conservare, elaborare e trasmettere informazione): ➢ La scrittura è stato uno di questi primi artefatti, in quanto scrivere le cose può aiutare a ricordarle e a trasmetterle (es. prendere appunti ci aiuta a ricordare meglio le cose che dobbiamo studiare; scrivere cose da fare per ricordarsele, come la lista della spesa; fare calcoli a mente è più difficile che farli scritti; scrivere una lettera o un messaggio serve a trasmettere un’informazione); ➢ L’ abaco e la macchina calcolatrice sono strumenti che ci possono aiutare ad elaborare informazione; ➢ Il computer è l’ultimo e più sofisticato strumento che ci permette di fare in modo più rapido ed efficiente queste operazioni. Grandi quantità di informazioni Qualsiasi azienda nella società industriale e post-industriale si trova nella necessità di conservare , elaborare e trasmettere una grande quantità di informazioni sui suoi prodotti, sulle sue vendite, sul suo magazzino, sul suo bilancio, sui suoi dipendenti, ecc… quindi data la quantità di informazione con la quale una qualsiasi azienda ha a che fare, si vede costretta ad usare artefatti per compiere queste operazioni. Allo stesso modo le persone si trovano a vivere in un mondo molto più complesso e globalizzato: in tale situazione, poter avere accesso a una grande mole di informazioni in tempi brevi, poterle comunicare a grandi distanze e poterle elaborare è diventata una componente essenziale delle nostre vite (es. social media, giornali online, servizi di messaggistica istantanea come Whatsapp…).
Modello dell’economista Colin Clark dello sviluppo nel tempo dei settori produttivi di una economia; il SETTORE QUATERNARIO è relativo alla memorizzazione e all’elaborazione delle informazioni: secondo Clark siamo in una società dove c’è sempre più enfasi sul settore quaternario. Fino a qualche secolo fa l’economia era basata sull’agricoltura del settore primario, ma ha perso sempre più questo ruolo di centralità. Il settore secondario ha invece iniziato ad avere sempre più importanza con la Rivoluzione Industriale ('700), ma ha anche prodotto un incremento dell’attività terziaria, ossia quella del commercio e dell’amministrazione, provocando un declino nell’importanza dell’industria. Questo incremento del settore terziario ha portato successivamente anche alla nascita di un nuovo settore, il QUATERNARIO, che si occupa di memorizzare ed elaborare in modo ordinato le informazioni. L’informazione nella società post-industriale (sviluppo dei computer negli ultimi 60-70 anni) Lo SVILUPPO DELL’INFORMATICA ci sta permettendo di:
- MEMORIZZARE una quantità estremamente elevata di informazione a un costo molto ragionevole (= la memorizzazione di informazioni su supporti sempre più a portata di mano);
- ELABORARE in modo automatico e veloce una grande quantità di informazione che un tempo veniva elaborata con notevole dispendio di energia e di tempo (Excel è ottimo per elaborare informazioni in modo veloce, ordinato e a basso costo);
- TRASMETTERE grandi quantità di informazione in tempi brevissimi a distanze molto grandi. La possibilità di memorizzare ed elaborare grandi quantità di informazioni a un costo sempre minore ha aumentato enormemente l’ efficienza dei sistemi produttivi; i sistemi produttivi, potendo memorizzare, elaborare e trasmettere grandi quantità di informazioni a costi sempre minori, sono diventati più efficienti; altri BENEFICI (attuali o prevedibili) che ne derivano sono: ➢ Minore necessità di spazi lavorativi (SMARTWORKING) con conseguente diminuzione dei costi; ➢ Possibilità di lavorare insieme anche a distanza; ➢ Possibilità di accedere a tutta l’informazione memorizzata in poco tempo e in ogni luogo (INTERNET); ➢ Minore necessità di spazi di vendita (l’accesso online ai servizi di un’azienda e l’acquisto online dei suoi prodotti).
Schema delle componenti di un computer Questo è uno schema delle componenti di un computer: all’interno di un computer abbiamo diverse COMPONENTI: ➢ I dispositivi di MEMORIZZAZIONE : servono per memorizzare l’informazione (chiavetta USB, schede SD, ...). Poiché una delle funzioni principali del computer è memorizzare informazione , queste componenti sono dedicate a questa funzione: i moderni computer (come gli smartphone) sono dotati di più memorie; le MEMORIE si dispongono in una gerarchia , infatti: sia nei computer che negli smartphone troviamo delle memorie più capienti, meno veloci e meno costose; le memorie diventano via via che si sale verso l’alto della gerarchia diventano meno capienti, più veloci e più costose. La GERARCHIA di MEMORIE si organizza come segue: o Alla base di questa gerarchia si trova la memoria di massa (es. l’hard disk o la memoria dello smartphone), che è la più capiente, ma è più lenta e per questo costa meno; esistono altre memorie che sono più piccole, più veloci e per questo più costose. ➢ Il processore o CPU ( Central Processing Unit ): è l’unità centrale di elaborazione dell’informazione e serve per fare i calcoli; i processori eseguono istruzioni che prescrivono come da una informazione possa essere ricavata altra informazione (= eseguono i programmi); per es. quando dobbiamo fare la somma di due numeri alti, eseguiamo una serie di istruzioni (somma le unità fra loro, scrivi il risultato nella colonna delle unità e il riporto in quella delle decine, ecc …), in tal modo ricaviamo informazione (= la somma) dall’informazione di partenza (= i numeri). Si chiamano ALGORITMI, cioè una serie di istruzioni che il computer dovrà eseguire in maniera rigorosa una dietro l’altra (le ISTRUZIONI non sono altro che i programmi o le app ). ➢ I dispositivi di TRASMISSIONE : servono a trasmettere le informazioni ad altri computer o cellulari e a ricevere le informazioni da altri computer o cellulari (antenna 4G/5G, WiFi, Bluetooth, Ethernet (cavo che si usava per collegare il modem al pc per usare internet quando NON c’è o NON funziona il WiFi), Porta infrarossi); con l’avvento di Internet si è assistito alla moltiplicazione e al potenziamento di questi dispositivi; nei cellulari l’enfasi sulla trasmissione è particolarmente evidente, ma anche i computer sono sempre più connessi; inoltre, poiché i cellulari hanno aumentato moltissimo la loro potenza di calcolo negli ultimi anni, la differenza fra cellulari e computer è ormai molto ridotta (i computer sono sempre più connessi e i cellulari hanno capacità di elaborazione sempre maggiori). ➢ I dispositivi di INPUT : servono a immettere nel computer dati da memorizzare oppure danno al computer istruzioni da eseguire /le informazioni da elaborare; ad es. servono a far partire un programma o una funzionalità di un programma (tastiera, mouse/touchpad, telecamera, microfoni, …);
➢ I dispositivi di OUTPUT : servono a visualizzare l’informazione memorizzata oppure a visualizzare il risultato di una certa elaborazione per es. fa vedere il risultato di una somma (schermo, altoparlanti, stampante); con l’avvento del multimediale si è assistito a una moltiplicazione dei dispositivi di input e di output (una volta erano limitati a tastiera e stampante). Informazione e supporti su cui scrivere l’informazione INFORMARE qualcuno significa “dirgli come stanno le cose”, ma poiché le cose possono stare in molti modi possibili abbiamo un ventaglio di possibilità. “Avere informazioni su qualcosa” significa conoscere in quale di questi molti modi possibili la cosa effettivamente sta. L’ informazione , quindi, è ciò che permette di selezionare un attributo fra i molti possibili attributi che una cosa può possedere: le cose che abbiamo intorno possono essere in molti modi possibili (es. una scrivania può essere bianca, nera, rossa, quindi c’è un ventaglio di possibilità, può essere quadrata o rettangolare, più o meno lunga, di diverse dimensioni; conoscere quali tra i molti attributi una scrivania può avere significa avere informazioni sulla scrivania, quindi se io so che tra tutti i colori possibili la scrivania è bianca ed è rettangolare, significa che ho delle informazioni sulla scrivania); l’informazione è qualcosa di astratto (es. l’informazione che la scrivania è rossa/bianca, è qualcosa che noi afferriamo con la mente, posso toccare e vedere la scrivania, ma l’informazione che la scrivania è rossa, è astratta), l’informazione può essere identificata con il significato di enunciati affermativi, quindi è il significato di una proposizione affermativa come: Es. “ Paolo corre ”: afferrando il significato di questa proposizione ottengo l’informazione che Paolo corre, ma non lo vedo correre (Paolo può essere alto, basso, magro, grasso, può dormire, correre, studiare, giocare, camminare, quindi tra il ventaglio di possibilità io ho l’informazione che Paolo sta correndo/Paolo corre). Una proposizione del genere ci informa su quale dei molti possibili attributi che Paolo può possedere egli effettivamente possiede. Il significato della proposizione Paolo corre può essere codificato in varie lingue, cioè attraverso vari codici , cioè lo stesso significato può essere trasferito in un altro codice: es. Paolo corre diventa Paolo runs/is running che mantiene lo stesso significato anche in un altro codice (linguistico) e quindi trasmette la stessa informazione.
La DECODIFICA è l’operazione con la quale si legge un supporto su cui sono scritti i segni che rimandano a una certa informazione. Es. chi ascolta qualcuno parlare decodifica ciò che sente, cioè associa ai segni l’informazione a cui essi rimandano. Una stessa informazione può essere codificata su più supporti (es. si può ripetere una cosa a voce o produrre più copie di uno stesso messaggio): se io ripeto tante volte la stessa cosa, sto codificando la stessa informazione tramite diverse istanze fisiche (dire la stessa cosa in modi diversi o allo stesso modo ma emessi più volte in tempi diversi), cioè sono tutti lo stesso segno type , ma i token sono tutte entità diverse / 3 segni diversi (se ripeto la cosa per 3 volte) della stessa specie. Es. vengono stampate diverse copie di un romanzo o di un giornale: le diverse copie hanno tutte la stessa informazione, ma codificata su più supporti, perché sono più copie cartacee diverse, quindi si può codificare la stessa informazione su più supporti. Allo stesso modo, uno stesso supporto può portare informazioni differenti : es. quando scrivo qualcosa su un pezzo di carta posso cancellare e scrivere un’altra cosa sullo stesso supporto (carta). Il CODICE costituisce l’insieme delle regole che associano certi segni con certe entità di informazione (es. associare l’entità di informazione gatto , il concetto di gatto , con determinate lettere g-a-t-t-o , cioè associare il significato di gatto con il significante “ gatto ” in italiano, ma con il significante “cat” in inglese), quindi tante regole che ci dicono di associare a ogni concetto un determinato insieme di segni. Avere codici diversi significa avere insiemi di regole diverse che compiono questa associazione. L’operazione di codifica è guidata dal codice perché utilizziamo le regole del codice per associare certi segni con l’entità di informazione che vogliamo scrivere, quindi quando noi scriviamo una determinata cosa in italiano, siamo guidati dal codice dell’italiano, perché utilizziamo le regole dell’italiano, le quali ci dicono di associare certi segni con certe entità di informazione, per associare l’entità di informazione che vogliamo trasmettere con determinati segni. Per dire una determinata cosa, per comunicare una stessa entità di informazione/uno stesso significato, ma in un codice diverso, si utilizzano diversi segni perché ci sono diverse regole di associazione di quel significato con determinati segni. Allo stesso modo, l’operazione di decodifica è guidata dal codice perché utilizziamo le regole del codice per associare certi segni con l’entità di informazione che vogliamo leggere: es. se ho una frase scritta in italiano, utilizzo il codice dell’italiano per associare quei segni che vedo scritti con l’informazione a cui quei segni rimandano.
I rapporti sono questi: esiste un mondo dell’informazione /un mondo concettuale e un mondo fisico ; le entità di informazione sono astratte, mentre i segni sono un qualcosa di concreto. Si possono compiere delle operazioni di passaggio: ➢ Dalle entità di informazione ai segni , si chiama CODIFICA ; ➢ Dai segni alle entità di informazione , si chiama DECODIFICA. Queste operazioni sono rese possibili attraverso i CODICI (es. italiano , inglese ). Codice I CODICI possono essere suddivisi sulla base del tipo di regole che associano configurazione del supporto (= segni) e entità di informazione. Es. alcuni codici sono basati sulla somiglianza fra segno e significato ( segni iconici ), per cui hanno una ragione intrinseca, ovvero i segni hanno qualcosa che rimanda al loro significato; altri codici sono basati su regole convenzionali e arbitrarie. Nei codici convenzionali , l’associazione fra il segno (= la configurazione del supporto) e il significato (= informazione veicolata) è stabilita mediante una regola convenzionale , ossia NON c’è una ragione intrinseca, ma è stato semplicemente stabilito così, quindi è una regola arbitraria. Una CONVENZIONE è un comportamento condiviso, frutto di un accordo , in situazioni in cui è indifferente per ogni agente scegliere di comportarsi in un modo o nell’altro, ma tutti gli agenti hanno interesse nel comportarsi allo stesso modo e a seguire la regola che è stata stabilita (es. guida a destra o sinistra, è indifferente guidare da un lato o dall’altro, ma conviene che si guidi tutti allo stesso modo e per questo si stabilisce la convenzione di guidare a sinistra/a destra) (es. è indifferente chiamare i gatti “gatti” o “cats” o “mici”, ma conviene che tutti li chiamiamo allo stesso modo per facilitare la comunicazione). Le lingue umane sono codici convenzionali (es. l’ italiano , l’ inglese , …). In alcuni codici, i segni hanno come significato i segni di un altro codice: associano segni ad altri segni; i segni hanno come significato altri segni, rimandano ad altri segni, i quali a loro volta rimanderanno ad altri significati. Questo è evidente nel codice Morse.
Le istanze fisiche di questi segni possono essere differenti: es. il passaggio di corrente può essere un’istanza fisica di 1, il NON passaggio un’istanza di 0, oppure l’accensione dell’antenna di 1 e lo spegnimento di 0, se nella fibra ottica passa luce si ha un’istanza di 1, se non passa luce di 0, ecc … ON/OFF sarebbe meglio dire. L’utilizzo di soli 2 segni permette di utilizzare supporti semplici, facilmente trattabili e facilmente trasmissibili: se abbiamo solo 2 segni è molto più semplice spostarli, trattarli, memorizzarli, conservarli, trasmetterli, manipolarli, ecc … Inoltre, avendo solo due possibilità di codifica , questo riduce notevolmente la possibilità di fare errori nel trattamento dell’informazione e della sua trasmissione (es. quando uno scrive male si fa fatica a comprendere la calligrafia e quindi si rischia di confondersi). In informatica, i soli 2 segni ammessi vengono chiamati BIT , quindi un bit di informazione è o il segno 0 o il segno 1. I segni che usano i computer NON sono altro che lunghe sequenze di bit (di 0 e 1). 1 byte = 8 bit 1 kbit (= kilobit) è una sequenza di 10 24 bit, cioè di 1000 zero e uno (0 e 1), quindi può essere una qualsiasi combinazione.
Lezione 5 Misure dell’informatica CODIFICARE Come si fa a codificare qualsiasi tipo di informazione usando solo 2 segni? Codificare numeri Per codificare i numeri che utilizziamo nel sistema decimale abbiamo 10 cifre/segni e per codificare i numeri più alti li si mettono in sequenza (es. una volta arrivati al 9, si mettono insieme 1 e 0 per fare il 10, 1 e 1 per fare l’11, 1 e 2 per il 12 e così via …). Il codice binario funziona allo stesso modo, ma utilizzando solo 2 segni anziché 10. Es. Nel codice binario convenzionalmente si utilizza: un cerchio bianco per identificare 0 e un cerchio blu per identificare 1 (per NON confonderci con i numeri 0 e 1) e una volta esauriti i segni 0 e 1, bisogna utilizzare delle sequenze di 0 e 1 più o meno lunghe. http://didattica.claudiomagni.com/convertitore-binario.html
per associare i segni (= le lettere dell’italiano) ad altri segni (= i numeri). I numeri possono poi a loro volta essere codificati in sequenze di bit, che codifica l’informazione da memorizzare o da trasmettere. Infine, abbiamo quindi una sequenza di bit che potrà essere memorizzata (es. un documento di word è una sequenza di bit che noi vediamo come testo) o trasmessa (es. digito un messaggio su Whatsapp), quindi la sequenza di bit viene trasmessa da un canale ad un altro (es. dal mio cellulare al cellulare di un altro) e questo canale (il cellulare) associa i bit a dei numeri, che a loro volta saranno associati a lettere e a parole dell’italiano con il codice ASCII. L’ultima operazione di codifica è quella del destinatario che dovrà decodificare il messaggio espresso in italiano associandolo all’informazione che è stata trasmessa tramite il messaggio. Codificare immagini Se decido di scattare una foto con il cellulare, quell’ immagine dovrà essere codificata in sequenza di 0 e 1 e se poi voglio trasmettere quella foto, questa deve essere trasmessa come una lunga sequenza di 0 e 1. L’ immagine è divisa in piccoli quadratini chiamati pixel (= questo processo di divisione in quadratini è chiamato pixelizzazione ), quindi la fotocamera divide la luce che riceve tramite un sensore, cioè divide l’immagine in tanti piccoli quadratini, i pixel. Ad ogni pixel viene assegnato un colore specifico ed uniforme. Per codificare ogni colore si associano i colori a dei numeri (come per il testo); la composizione di ogni colore
è di 3 colori primari , che vengono combinati in parti differenti, anche se in realtà si usa il sistema RGB , cioè il sistema Red, Green and Blue, quindi ogni colore può essere visto come una determinata quantità di rosso, di verde e di blu. In realtà si usano 256 possibili livelli di rosso , 256 livelli di verde e 256 livelli di blu , in un livello che va da 0 a 255 , quindi i colori sono dati da una combinazione di un determinato livello di rosso, di verde e di blu (tutti i livelli a 0 danno il nero , mentre tutti i livelli a 255 danno il bianco ). Si possono codificare circa 16,8 milioni di colori (256^3 = 16,8 milioni) e poiché l’occhio umano può distinguere circa 10 milioni di colori è quindi possibile codificare tutti i colori che l’occhio umano può distinguere. Nonostante si possa codificare un colore mediante 3 numeri da 0 a 255, per codificare 255 abbiamo bisogno di 8 bit , cioè per codificare i colori di 1 pixel mi servono 8 bit per numero, quindi 3x8= 24, perciò avrò bisogno di 24 bit per codificare i colori di 1 pixel: i primi 8 identificano il livello di rosso, i secondi 8 quelli di verde e gli ultimi 8 quelli di blu. Questa combinazione di pixel messi insieme e di colori diversi forma un’immagine, quindi con una lunga sequenza di bit formata da solo 2 segni, cioè 0 e 1, si può codificare un’immagine. Più è fitta la maglia dei pixel, maggiore è la risoluzione dell’immagine e quindi la qualità dell’immagine sarà maggiore. Di solito gli schermi di computer e cellulare hanno 1024 colonne e 768 righe di pixel. Nel formato HD l’immagine è di 1920x1080 pixel (1080p = HD), mentre nel formato Ultra HD (detto anche 4K ) l’immagine ha 3840x2160 pixel (2160p = Ultra HD). In futuro uscirà l’ 8K. Una immagine a tutto schermo pesa circa 2,3 MB, cioè circa 23-24 milioni di bit per codificare un’immagine. La densità di pixel indica quanti pixel ci sono in un pollice e si indica con ppi , cioè pixel per inch.
Lezione 6 Codificare immagini Mentre il testo NON risulta particolarmente pesante, le immagini pesano parecchio. Per ridurre il peso delle immagini si usano formati di compressione , che cercano di far occupare meno spazio possibile all’immagine con perdite di qualità accettabili (= cercano di ridurre il numero di bit di codifica delle immagini, usando diversi sistemi; poiché si riduce il file c’è una perdita di informazione e di conseguenza una perdita di qualità). Il formato più utilizzato per le fotografie è jpeg o jpg , mentre per disegni a tratto, icone e disegni geometrici si usano formati diversi tipo GIF e PNG , che comprimono l’immagine. Se si utilizza il formato jpeg o jpg si può scegliere il livello di compressione, cioè se farla più piccola o più grande, per cui maggiore sarà la compressione, peggiore sarà la qualità. In questa immagine in jpg sulla sinistra è stato usato un livello di compressione molto alto e man mano che si va verso destra è stata usata una compressione sempre minore, quindi la qualità migliora. Codificare filmati Il filmato è una sequenza di immagini proiettate velocemente (almeno 30 fps – Frame Per Second; un’ottima qualità è 60 fps) in modo che l’occhio umano NON percepisca scatti e sfarfallii, come succedeva nei vecchissimi film in bianco e nero. In formato NON compresso un filmato NON-HD pesa 2,3 x 30 (30 immagini al secondo) = 69 MB al secondo. Anche nei filmati vengono usati degli standard di compressione per ridurne le dimensioni. Uno dei formati di compressione più utilizzati è l’ MPEG nelle sue varie versioni. La versione MPEG- 2 è usata per i film registrati su DVD e Blu-ray e per i film trasmessi in streaming e nelle connessioni per le lezioni online su Blackboard (una lezione di un paio d’ore è circa 800 MB). Più le connessioni sono veloci, più facile sarà ricevere filmati di qualità migliore. Codificare suoni La dimensione del suono che è necessario codificare è la sua altezza o frequenza. Essa ci dice quanto un suono sia grave o acuto (il volume , cioè la potenza del suono, NON viene codificato perché è regolato dall’utente). La frequenza è la lunghezza d’onda di un suono nell’aria. La melodia o la voce , o in genere ogni suono, è una successione nel tempo di suoni di diversa altezza, cioè di suoni più o meno acuti che quindi cambiano la loro altezza nel corso del tempo. Codificare una melodia o la voce significa quindi codificare come l’altezza del suono varia nel tempo. Anche in questo caso, come nel caso delle immagini, si opera una discretizzazione , corrispondente alla pixelizzazione dell’immagine, cioè il suono viene diviso in possibili altezze uniformi: si individuano quindi un
certo numero di altezze possibili del suono ( quantizzazioni ) e un certo numero di volte in cui l’altezza viene misurata ogni secondo ( campionamento ), cioè le variazioni di suono nel tempo dopo un determinato periodo di tempo. Più il passaggio del tempo è minore e quante più altezze consideriamo ( quanto più si campiona l’altezza al secondo ), migliore sarà la codifica del suono. Quantizzazione e campionamento di un suono La QUANTIZZAZIONE produce inevitabilmente una perdita di informazione, che può essere compensata aumentando il numero dei livelli e riducendone la dimensione. Il CAMPIONAMENTO produce anch’esso inevitabilmente una perdita d’informazione, che può essere compensata aumentando la frequenza di campionamento. La misura del n° di campioni al secondo è l’ Herz (es. 1000 herz = 1000 misure del suono al secondo). Si parla di qualità CD del suono quando il suono viene campionato 44.000 volte al secondo (44.000 herz) e vengono distinti circa 64.000 livelli di frequenza possibili (il livello 0 è il più grave, il 64.000° è il più acuto), quindi un’altezza è un numero da 0 a 64.000, quindi il primo istante in cui si inizia a misurare il suono può essere un qualsiasi numero tra 0 e 64.000. I numeri possono essere ridotti in bit , per cui anche il suono può essere ridotto a una sequenza di bit. Per rappresentare un numero fino a 64.000 abbiamo bisogno di 16bit, quindi ogni livello di suono viene rappresentato tramite 16bit (2^18 ≈ 64.000) Ogni secondo di musica viene quindi rappresentato tramite 44.000x16 = 704.000bit al secondo, cioè occupa circa 700 kbit/s. In realtà, NON è proprio così, dato che la rappresentazione è stereo, questo numero va raddoppiato, perché il suono viene riprodotto da 2 casse, quindi va moltiplicato per 2 → 1.400 kbit/s. Un’ora di musica o audio (3600 secondi) NON compresso occupa 1.408.000x3600 = circa 5 miliardi di bit , ossia 633MB. Un CD musicale memorizza circa 700MB , cioè poco più di un’ora di musica, circa 1 ora e 13. Il formato MP3 è un formato di compressione dei file musicali. Il formato è utilizzato per ridurre le dimensioni dei file audio con perdite di qualità tollerabili, utilizzando algoritmi lossy , che cercano di ridurre la quantità di memoria occupata dal file (= riducono la sequenza di bit ) e i livelli; inoltre, implicano una perdita di qualità tollerabile. Questo algoritmo è un algoritmo intelligente che cerca di calcolare se uno strumento copre un altro strumento, eliminando l’eventuale strumento coperto per ridurre i livelli del suono. L’ MP3 è il formato che ha portato la musica su Internet, perché occupando meno spazio è stato possibile caricare musica su Internet.
Lezione 7 Distinzione tra analogico e digitale La distinzione tra analogico e digitale riguarda i modi in cui l’ informazione è codificata e in particolare i rapporti fra l’informazione e i segni che vengono utilizzati per codificarla (l’informazione viene codificata attraverso segni); è necessario spiegare perché il digitale sta vincendo sull’analogico (tanto che “analogico” è diventato in certi contesti sinonimo di “vecchio”). Analogico significa somigliante , cioè vuol dire che c’è un’ analogia tra due cose, che queste due cose si assomigliano per qualche aspetto; digitale ha invece a che fare con dito e in particolare con il contare (in quanto si usano le dita per contare), in generale ha a che fare con le cifre (in inglese cifre si dice “ digits ”). Spesso l’informazione che si deve codificare è strutturata, cioè i possibili significati dei segni hanno una relazione di ordine (maggiore di) o metrica (questo è il doppio di quest’altro). A volte quindi l’informazione che dobbiamo associare a segni è strutturata : cioè i vari pezzi di informazione da codificare hanno delle relazioni di ordine (es. maggiore di) o metriche (il doppio di). Es. Si pensi alle velocità di un’automobile o alle ore del giorno: ➢ La velocità di un’automobile : l’informazione che si vuole comunicare è la velocità di un’automobile, che viene indicata dal tachimetro. Le velocità che l’automobile può assumere sono ordinate (es. 5- 10 - 15 km/h cioè la velocità aumenta o diminuisce progressivamente/in modo ordinato): si può trattare sia di una relazione d’ordine che metrica in quanto l’automobile aumenta la velocità progressivamente oppure un’automobile viaggia a velocità doppia rispetto all’altra. ➢ Le ore del giorno : le ore del giorno vengono indicate con l’ orologio e sono misure ordinate (lo scorrere del tempo avviene in maniera ordinata e progressiva, ad es. le 16:00 sono più tardi delle 15:00, che a sua volta sono più tardi delle 14:00). In questi casi, e in altri simili, possiamo codificare quest’ informazione strutturata in 2 possibili MODI: a. Le relazioni sono esplicite nel supporto: usando dei supporti in cui le relazioni sono esplicite ; b. Le relazioni sono implicite nelle regole di codifica: usando dei supporti in cui le relazioni sono implicite. Queste 2 strategie corrispondono alla codifica analogica e a quella digitale. Analogico e digitale sono quindi 2 diverse strategie di codifica dell’informazione. Analogia e NON analogia I supporti analogici assomigliano all’informazione che devono codificare: quando codifichiamo mediante un’informazione e con un supporto analogico, i segni che utilizziamo per codificare quell’informazione assomigliano, almeno in parte, all’informazione che devono codificare. Si tratta di una somiglianza astratta , che però esiste, cioè si tratta di una somiglianza rispetto ad un aspetto, a un qualcosa di astratto. Tendenzialmente, quanto più la quantità da codificare aumenta , quanto più aumenta qualcosa nel supporto (es. un angolo, una dimensione, ecc …). Quindi, nell’analogico la relazione fra segno e informazione NON è del tutto CONVENZIONALE , poichè c’è una somiglianza, anche se astratta. Nei supporti digitali questo NON succede: NON c’è alcuna somiglianza tra i segni e l’informazione codificata e la relazione fra segno e informazione è completamente CONVENZIONALE.
Tachimetri analogici e digitali Il primo è un tachimetro analogico perché c’è una somiglianza tra i segni che usiamo per indicare la velocità e la velocità stessa: quanto più la velocità aumenta, quanto più aumenta l’angolo tra 0 km/h e la velocità indicata dalla lancetta, quindi più la lancetta si sposta in senso orario, più la velocità sta aumentando e la macchina va veloce. Le diverse posizioni in cui la lancetta può posizionarsi sono le diverse velocità a cui la macchina può andare, quindi c’è una relazione tra le posizioni della lancetta e la velocità, per cui anche se NON ci fossero i numeri capirei comunque che la velocità sta aumentando. È fondamentale che ci sia una relazione di “ maggiore di… ” tra i vari segni, che nel digitale NON è fondamentale. Questo è un tachimetro digitale : funziona come l’ orologio digitale , per cui la velocità è indicata attraverso SEGNI. Orologi analogici e digitali Lo stesso (= tachimetro analogico ) accade con l’orologio analogico : quanto più la lancetta è spostata rispetto alle 12, quanto più sta indicando un’ora tarda, poiché ogni posizione della lancetta indica un’ora diversa. Questo è un orologio digitale : sappiamo, per convenzione, che il segno 1 è minore del segno 2 (vanno visti come SEGNI, NON come numeri , ad es. i numeri romani sono segni usati per indicare gli stessi numeri che noi oggi indichiamo con 1, 2, 3, …). Si tratta quindi di segni convenzionali , cioè deciso da noi, infatti NON c’è niente in questi segni che indichi se qualcosa è prima o dopo, quindi NON c’è analogia tra segni e informazione. Un confronto: comunicare voti agli studenti Es. un professore vuole comunicare i voti agli studenti e si inventa 2 METODI complicati per codificare i voti:
