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IL LINGUAGGIO DEGI INSIEMI
Un insieme I={ a, b, c } è composto da tre elementi, quando uno o più elementi appartengono ad I si indica con: a Є I (appartiene) a Є/ I (non appartiene). Un insieme I={ a, b, c, d,…, z} è un insieme di elementi con lunghezza che varia da 21 a 26 elementi a seconda del contesto. Se I = Ø l’insieme è vuoto. Gli insiemi possono avere dei sottoinsiemi, solo se tutti gli elementi di S appartengono anche a I allora si può dire che S è sottoinsieme di I: S c I
ALFABETO E LINGUAGGIO L’alfabeto è un insieme non vuoto e finito di elementi che viene indicato con A. A= {a, b, c,…, z} A={0, 1} L’insieme delle sequenze che si possono generare con i simboli di A sono dette A ^ o stringhe. Non vi è una lunghezza predefinita per le stringhe, la striga vuota è indicata con: 0 25 BЄ A^. Invece il linguaggio L di A è sottoinsieme di A *. Il linguaggio può essere scritto in modo estensionale, cioè elencando tutti gli elementi se il linguaggio è finito: A={0,1} L={0, 00, 01, 10, 11}. Oppure in modo intensionale, secondo regole di appartenenza e prendono il nome di grammatica: A={0, 1} L={S Є A *^ tale che S ha esattamente 3 simboli}. Data una stringa S che appartiene a L possiamo definire la lunghezza della stringa |S|, ad esempio |S|=|abc|=3. Le stringhe possono essere concatenate, per concatenazione si intende un processo associativo con cui le due stringhe S e T vengono unite in successione, è ammessa la stringa vuota 0 25 Bcome elemento neutro. Dalla concatenazione otteniamo |SoT|=|S|+|T|. Molto importante è non dare per scontato che se S e T appartengono a L allora anche SoT appartenga a L, infatti: Data A *={a, b, c} ed S=ab T=bc }Є L allora SoT=abbc che NON appartiene a L.
CODIFICA BINARIA Dato un alfabeto A, ogni A *^ si può codificare con una stringa più lunga di simboli di un alfabeto B={0, 1}. Es: A={a, b, c, d} con l’alfabeto B={0, 1} a=00 b=01 c=10 d=11 perciò S=abbccdd S= Da un alfabeto di 2 simboli si possono generare s n^ stringhe di diversa lunghezza n. Spesso si parla di byte, in blocchi da otto bit con lunghezza delle stringhe indicata dai prefissi. Si approssima con potenze di 2 rispetto a quelli comunemente usati.
SIMBOLI E INFORMAZIONI Il trasmettitore manda un simbolo S che rappresenta l’informazione sotto forma di stringa, il ricevitore interpreta l’informazione del simbolo S 1. La codifica varia a seconda del contesto.
Parlando di informazione possiamo trattare di PROBABILITA’. Iniziamo con il dire che un evento E è un qualsiasi avvenimento che può essere osservato. E può essere: certo, probabile e impossibile.
- Certo: quando si ha la sicurezza che avverrà, ad esempio sostenere che il risultato di un dato sarà un numero positivo minore di 7.
- Probabile: il risultato del lancio sarà 1.
- Impossibile: il risultato del lancio sarà 7. Possiamo perciò calcolare la probabilità che l’evento si verifichi, considerando un insieme dei possibili elementi che ha n elementi (n>0), la probabilità di E è il rapporto tra N (^) e (ev. favorevoli) e N (ev. possibili). P{E}= N (^) e / N Possiamo calcolare perciò anche la probabilità di ricevere l’informazione. L’informazione trasportata dal simbolo è legata alla possibilità di ricevere il simbolo. P={x I^ =a} se è ~1 la probabilità è bassa, ~0 è alta. L’informazione associata ad un simbolo deve essere una quantità positiva o additiva cioè: I(a)= -log 2 P{x I^ =a} Quantità positiva, per ogni simbolo la probabilità di riceverlo è compresa tra 0 e 1: log 2 P{a}<0 quindi /a è quantità positiva. Additiva, due simboli a e b sono indipendenti se la probabilità di ricevere b non dipende da quella di ricevere a. Anche se due simboli sono indipendenti la probabilità di ricevere ab è legata alla probabilità di ricevere a e b. (P{ab}=P{a} x P{b} Perciò usando i logaritmi otteniamo le seguenti uguaglianze: I(ab)= -log 2 P{ab} = -log 2 (P{a} P{b})= -log 2 P{a} -log 2 P{b}= I(a) + I(b)
Perché si misura l’informazione? Si misura la ridondanza dell’informazione per capire se è meglio accorciare la stringa trasmessa, per misurare la perdita di informazione durante la trasmissione e durante la codifica e migliorare le codifiche per scopi differenti.
RAPPRESENTAZIONE TESTI I testi sono sequenza di caratteri che possono essere lettere, numeri o simboli. Vi sono due modi di codificare, per carattere e per parole. I tipi di codifica per parola sono il codice ASCII (American Standard Code for Information Interchange), comprende 127 caratteri usati per definire standard tra input e output, si identifica una corrispondenza biunivoca tra carattere e numero. Codifica attraverso 7 bit con l’ottavo di verifica, usato anche con caratteri non usa. L’altro tipo è il codice Unicode che è un’estensione del codice ascii per tutte le lingue, di lunghezza fissa o variabile. Vi son vari UTF (unicode trasformation format): UTF-8 con lunghezza variabile fino a 32 bit e UTF-16 con lunghezza di almeno 16 bit.
RAPPRESENTAZIONE SUONO
Vi sono vari tipi di formati che si differenziano solo per il tipo di codifica che è specificata all’inizio del file:
- AVI (Audio Video Interchange) con vari tipi di codifica.
- MPEG (Motion Picture Expert Group) codifica con qualità VHS, vi sono tre tipi di MPEG. MPEG1 usato comunemente per l’audio, MPEG2 per i dvd e canali del digitale terrestre e MPEG4 per il web. Identifica tre tipi di fotogrammi che sono Intra-picture, sono indipendenti dagli altri e sono usati come punti di ancoraggio per la navigazione del video, Predicted-picture codificati per ifferenza rispetto all’I-picture precedente, possono essere di ancoraggio, BidirectionalPicture codificati per differenza rispetto a quelli più vicini prima o dopo.
STRUTTURA DEGLI ELABORATORI
Gli elaboratori sono composti da Hardware, che sono la parte solida ed elettronica del computer e dai Software che sono i programmi usati dal computer per compiere le azioni elementari. Il computer è formato dalla CPU, dalla memoria centrale e dai dispositivi periferici CPU (Central Processing Unit) contiene i registri che possono essere special- purpose register che sono i registri di stato, program counter e instruction register. Comprende:
- ALU (Arithmetic Logic Unit) che compie le operazioni matematiche e logiche, opera sull’input e gestisce i dati di input da elaborare, ha flag che modificano il comportamento dell’operazione e altri che indicano situazioni particolari. Produce l’output dell’operazione.
- FPT (Floating point Unit) che non è sempre presente
- Registri
Memoria centrale, la memoria è un dispositivo che permette di leggere e scrivere dati in base all’indirizzo, una volta scritti i dati rimangono e possono essere recuperati successivamente. La capacità totale della memoria è data dalla dimensione di una singola cella per il numero totale di celle. È formata da:
- RAM (ready access memory) che è una memoria di lettura e scrittura, in cui il tempo di accesso è indipendente dall’indirizzo.
- ROM (Ready Only Memorie) che è di sola lettura. Le caratteristiche della memoria sono: le dimensioni delle celle costituite da il numero di bit a cui è associato l’indirizzo, al numero di celle, alla capacità ovvero il numero di bit contenuti nella memoria, la velocità di accesso a lettura e scrittura. Normalmente pretendiamo la massima capienza e velocità al miglior prezzo ma, le memorie a semiconduttore che contengono i dati utilizzati più di frequente sono
poco capienti, molto veloci e costose. Mentre le memorie di massa con i dati usati più di rado sono molto capienti, poco veloci e poco costose. Altri tipi di memoria sono le memorie volatili che mantengono i dati solo quando sono alimentate e le rimuovibili che si possono sostituire durante l’operabilità del sistema. Le memorie creano il ciclo fletch/execute. Ciclo Fetch viene letta un’istruzione ddalla memoria, l’istruzione è codificata con una stringa di bit, l’indirizzo è in registro dello PC (Program Computer) poi l’istruzione viene memorizzata in un registro IR. Successivamente vengono letti gli operandi della memoria e dei registri, gli operandi vengono memorizzati in registri di uso generale, il pc viene incrementato per raggiungere per l’informazione successiva. Ciclo Execute l’istruzione viene eseguita , se essa produce un risultato esso viene memorizzato in un registro e se l’istruzione lo prevede vengono salvati in memoria e il ciclo ricomincia. Il comando di campionamento periodico è detto Clock, il periodo di clock è il lasso di tempo minimo che passa tra due attivazioni consecutive invece la frequenza di clock è il tempo massimo tra due attivazioni.
WEB Il termine web è stato coniato nel 1990 da Tim Berners Lee che definisce anche il linguagio HTML (Hyper Text Markup Language) , del formato URL (uniform resource code) e del protocollo http (hyper text transfert protocol). Dopo è stato creato il server httpd che serve per scaricare i dati e il browser World Wide Web per accedere ai dati. Il web è una rete di ipertesti in html. Il web non è da confondere con iternet che è la rete di computer che rende accessibile il web. È una rete perché i server ricevono richieste e inviano informazioni, ipertesti sono testi con rimandi a punti di snodo in cui ogni lettore ha il suo percorso, sono multimediali perché vi coesistono diversi linguaggi. Negli anno ’90 il web diventa parte del quotidiano e si sviluppa anche grazie all’e- commerce, segue la direzione del web 2.0 e del web semantico che insieme dovevano formare il web 3.0. Oggi infatti il web è collaborativo o tradizionale, il collaborativo è dove gli utenti sono sia produttori che consumatori. In quello tradizionale i creatori realizzano le pagine e consumatori le usano. Nel web collaborativo le pagine sono realizzate in modo congiunto, alcuni esempi sono i wiki, dei siti che possono essere modificati dagi utilizzatori (Wikipedia), il blog che è diventato collaborativo quando è stata aggiunta la possibilità di lasciare commenti e di collegarlo con il trackback ed infine i social network. Sui social non sempre le informazioni che riceviamo le avevamo chieste inoltre noi condividiamo sempre informazioni senza rendercene conto.
