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Fondamenti di Informatica

Codifica e archiviazione

Giuseppe Cota

Laurea Triennale in Scienze e Tecnologie della Comunicazione - Università di Ferrara

In questa lezione

1 La codifica binaria

2 Il file system Memorizzazione Organizzazione gerarchica Navigazione Accesso

3 Memorie di massa

4 Il cloud storage

La codifica binaria

Rappresentazione posizionale decimale

• (^) La codifica numerica odierna adottata per i numeri è la notazione decimale posizionale.
• (^) Decimale in riferimento alla cardinalità (numero di simboli) dell’alfabeto utilizzato nella codifica - (^) 10 simboli: ’0’, ’1’, ’2’, ’3’, ’4’, ’5’, ’6’, ’7’, ’8’, ’9’.
• (^) Posizionale in riferimento al fatto che ogni cifra assume un ruolo in funzione della sua posizione: in un numero naturali si hanno (leggendolo da destra a sinistra): unità, decine, centinaia, migliaia,.... - (^) Ogni cifra è moltiplicata per una potenza di 10, iniziando (da destra) con 10^0 e aumentando l’esponente di un’unita a ogni cifra a sinistra. Il numero finale si ottiene sommando i prodotti ottenuti. - (^) Si dice quindi che 10 è la base del nostro sistema di rappresentazione numerica posizionale.
• (^) Con n cifre si possono rappresentare 10n^ numeri naturali: da 0 a 10n^ − 1.
  • (^) Esempio: con 3 cifre si possono esprimere 10^3 numeri naturali: da 0 a 999 (= 103 − 1).
• (^) Esistono anche rappresentazioni non posizionali : ad es. numeri romani.

La codifica binaria

Rappresentazione posizionale decimale

Esempio

Esempio di rappresentazione posizionale decimale Il numero 2465 è costituito dalla somma di 2 migliaia, 4 centinaia, 6 decine e 5 unità

La codifica binaria

Rappresentazione posizionale in base non decimale

Esempio

Conversione di numeri in base non decimale

1B6FH = 1 · 163 + 11 · 162 + 6 · 161 + 15 · 160

La codifica binaria

Codifica binaria

• (^) I dati nell’elaboratore sono rappresentati in codifica binaria.
• (^) Per i numeri, in particolare, si ricorre alla notazione binaria posizionale.
• (^) Le cifre binarie sono moltiplicate per le diverse potenze di 2.
• (^) Con n bit si possono esprimere 2n^ numeri naturali: da 0 a 2n^ − 1
  • (^) Con un byte (8 bit) si possono esprimere 2^8 (= 256) numeri naturali.
  • (^) Con un nibble (4 bit) si possono esprimere 2^4 (= 16) numeri naturali.
• (^) Un nibble può essere rappresentato da una cifra esadecimale.
  • (^) Esempio: 1011 2 = BH = 11
• (^) La notazione esadecimale è molto comoda per rappresentare sequenze di bit. - (^) Una sequenza viene raggruppata in nibble e ciascun nibble viene convertito nella corrispondente cifra esadecimale.

La codifica binaria

Conversione da decimale a binario

• (^) La conversione di un numero naturale da decimale a binario si ottiene con ripetute divisioni intere per 2: 1 Il dividendo è costituito dal numero da convertire 2 Il dividendo viene diviso per 2 (divisore) 3 Il nuovo dividendo è dato dal quoziente ottenuto al passo precedente 4 Scrivi il resto 5 Il dividendo è 0? - (^) Se sì vai al punto 6 - (^) Altrimenti vai al punto 2 6 Termine: la sequenza dei resti, trascritti in ordine inverso rispetto a quello con cui sono stati generati, costituisce il risultato dell’elaborazione.

La codifica binaria

Conversione da decimale a binario

Esempio

Esempio di conversione da decimale a binario

149 : 2 = 74 resto 1

74 : 2 = 37 resto 0

37 : 2 = 18 resto 1

18 : 2 = 9 resto 0

9 : 2 = 4 resto 1

4 : 2 = 2 resto 0

2 : 2 = 1 resto 0

1 : 2 = 0 resto 1

In conclusione

Il file system

Il file system

File System

• (^) Il File System (FS) è il componente del sistema operativo che si occupa della gestione delle memorie di massa, al cui interno i dati sono organizzati i file , contenitori di dati e istruzioni.
• (^) Il File System consente agli utenti e al software applicativo di operare sui dispositivi di memoria di massa senza conoscerne i dettagli tecnologici e realizzativi.
• (^) Il File System consente di:
  • (^) Creare un file o una directory
  • (^) Dargli un nome
  • (^) Collocarlo in un opportuno spazio
  • (^) Accedervi in lettura e scrittura

Il file system

Memorizzazione

Il file system Memorizzazione

Memorizzazione

• (^) Il FS si occupa di memorizzare i dati (file e directory) all’interno dei dispositivi di massa (compreso il nostro HDD o SSD).
• (^) Il F.S. definisce proprio le regole con cui scrivere i byte che compongono i nostri file sui dispositivi di archiviazione. - (^) Questo fa sì che un disco che è stato organizzato da un certo FS non sia leggibile da altri FS non compatibili.
• (^) Per poter, con un calcolatore, leggere un dispositivo di archiviazione, è necessario che il sistema operativo di quel calcolatore abbia lo stesso FS.
• (^) Per ogni file o cartella, il FS memorizza o gestisce un insieme di proprietà:
  • (^) il formato del file
  • (^) le dimensioni (in multipli di byte)
  • (^) la data e ora di creazione
  • (^) la data e ora dell’ultima modifica
  • (^) le autorizzazioni

Il file system Organizzazione gerarchica

Organizzazione gerarchica

• (^) Il FS costruisce all’interno di un supporto di massa una struttura gerarchica.
• (^) Per ogni memoria di massa viene creata una cartella (directory) denominata radice (root).
• (^) Viene costruita una struttura ad albero
  • (^) La radice può contenere file e/o cartelle che a loro volta possono contenere file e/o cartelle e così via...

Il file system Organizzazione gerarchica

Organizzazione gerarchica

Rappresentazione tipica del File System