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CAPITOLO 3 RAPPRESENTAZIONE DEI DATI
CODIFICA DELL’INFORMAZIONE
- Rappresentare i dati su un supporto fisico con sequenze di simboli che codificano l’informazione.
- Il supporto fisico viene sottoposto a una trasfomazione che ricodifica i dati
- I dati vengono decodificati generando nuova informazione
Nei moderni calcolatori tutto è scritto in codice binario perché tutti i dispositivi sono BISTABILI ovvero:
- (^) dispongono di supporti fisici BISTABILI (memoria ram-memoria di massa)
- possono rappresentare l’informazione tramite bit
- qualsiasi tipo di informazione (testuale, grafica, sonora, numerica) viene codificata con sequenze di 0 e 1
Esiste una ricerca della Information and Communication Technology che ha come obbiettivi principali
- (^) definire tecniche per codificare secondo il sistema binario per renderli trattabili ai calcolatori
- definire tecniche per codifica efficienti per diminuire le dimensioni delle informazioni
- definire tecniche di codifica efficaci rendere l’informazione più semplice da trattare con algoritmi
LA RAPPRESENTAZIONE DEI NUMERI- LA NOTAZIONE POSIZIONALE DECIM
- (^) La cardinalità (n di elementi) ablititata è
- I simboli sono le cifre 1,2,3,4,5,6,7,8,
POSIZIONALE perché ogni cifra assume un diverso valore e ruolo in funzione alla sua posizione (in un numero naturale si hanno unità, decine, centinaia, migliaia e per ottenerlo ogni cifra è una potenza di
- per questo 10 è la base del nostro sistema di rappresentazione numerica posizionale.
RAPPRESENTAZIONE DEI NUMERI NON POSIZIONALE
Il sistema di numerazione romano non è posizionale ma è ADDITIVO È composto da un insieme di simboli letterali a cui viene attribuito un valore numerico Un numero è rappresentato sa una sequenza di simboli letterari Il valore di un numero è dato dalla somma dei valori. [XI-> X=10 + I=1 =11]
I SISTEMI POSIZIONALI NON DECIMALI
Scegliendo un qualsiasi numero b>1, è possibile rappresentare qualsiasi numero con notazione posizionale in base b, scegliendo b cifre da moltiplicare per le potenze di b (se non si usa la base 10 è necessario che venga specificata)
LA CODIFICA BINARIA
È la codifica usata nei calcolatori e viene utilizzata una NOTAZIONE BINARIA POSIZIONALE : i bit che vengono moltiplicati per le potenze di 2
Con n bit si possono esprimere 2^n naturali Con 8 bit, si possono esprimere 2^8= Con 4 bit, un nibble, si possono esprimere 2^4=
TRASFORMARE UN NUMERO DECIMALE A UNO BINARIO
La codifica analogica e digitale
Codifica Analogica: richiede l’individuazione di una grandezza analoga, ad ogni variante della prima deve corrispondere una variante della seconda.
Codifica Digitale: richiede l’introduzione di un alfabeto di simboli, richiede regole di codifica per associare una grandezza a una sequenza di simboli
Pro e Contro: L’approccio digitale è compatto ma la codifica analogica contiene metà info
GRANDEZZE DISCRETE E CONTINUE
DISCRETE: valori appartenenti all’insieme dei numeri naturali CONTINUE: valori appartenenti all’insieme dei numeri reali
QUANTIZZAZIONE
Il termometro che approssima ad una cifra decimale, 37.5 può intendere sia 37.51 che 37.54, se un valore continuo viene rappresentato con una codifica digitale è necessario discreditarlo Quest’ultima deve essere QUANTIZZATA : l’intervallo dei suoi valori possibili deve essere suddiviso in un numero finto di intervalli e tutti i valori numerici all’interno dello stesso intervallo vengono rappresentati con la stessa sequenza di simboli.
CAMPIONAMENTO
Se si vuole rappresentare con una codifica digitale l’andamento nel tempo di una grandezza continua, è necessario effettuare un campionamento. Si divide l’intervallo di osservazione del fenomeno in sotto intervalli Si coglie un istante di esso che è quello di riferimento
La frequenza di campionamento è definita come il numero di campioni in unità di tempo
Pro e Contro: La quantittazione porta ad un approssimazione dei valori e anche il campionamento porta a delle approssimazioni.
LA TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE DIGITALE
La codifica digitale ha avuto grande successo grazie all’avvento dei calcolatori dove i messaggi digitali sono più facili da trasmettere rispetto a quelli analogici. Controllo di Parità: nella trasmissione binaria ogni n bit si può aggiungere un “1” o uno “0” in modo che ogni n+1 bit sia sempre un numero pari di “1” (bit di parità). Consente la rilevazione dell’errore ma non la sua correzione.
INFORMAZIONE NON NUMERICA
Codici: sequenze di simboli impiegati per rappresentare sinteticamente oggetti in modo reale: numero di matricola oppure codice fiscale, oppure codice catastale oppure partita iva, alla comunicazione di informazioni codificate è possibili solo se mittente e destinatario condividono il tipo di codifica.
Testo : La rappresentazione di un testo all’interno di un calcolatore realizzata con codici binari corrispondenti ai singoli caratteri:
- ASCII (American Standard Code for Information Interchange): ogni carattere è rappresentato da una sequenza di 7 bit (128 caratteri diversi possibili).
Processo che consiste nella riformulazione del contenuto informativo con una codifica differente che permette di ridurre le dimensioni.
Compressione Lossless: il processo di conversione è reversibile e il rapporto di compressione e la riduzione dell’occupazione di spazio dipendono dal tipo di formato dei dati.
Compressione Lossy: parte dalle informazioni, viene persa irreversibilmente.
LE BASI DI DATI
Sistema informativo SI: insieme delle risorse che una ditta usa per raccogliere, organizzare e rendere fruibili le informazioni
Ma ora le Basi di dati: grande collezione strutturate di dati con le seguenti caratteristiche:
- Rappresentazione efficace, conservazione affidabile, fruizione efficace
- Evitare la frammentazione, risonanza, inconsistenza
- Evitare accessi non autorizzati La gestione viene tratta tramite sistemi di gestione di base di dati:
- DDL: definizione strutture dati e relazioni
- DML: modifiche e interrogazione dati
- SQL: DDL+DML
Modello concettuale dei dati: modello impiegato nella fase preliminare della progettazione per realizzare uno schema concettuale (descrive i concetti del mondo reale piuttosto che i dati per rappresentarlo) (esempio: Modello Entità-Relazioni)
Modello logico dei dati: utilizzato per trasformare lo schema concettuale in uno schema logico ( insieme di concetti utilizzati per organizzare i dati e descriverne la struttura in modo che risulti comprensibile ad un calcolatore) essi sono costituiti da -relazioni (tabelle): organizzano i dati -record: riga in una tabella -campo: colonna in una tabella.
SICUREZZA INFORMATICA
Introduciamo i concetti fondamentali per definire una sicurezza informatica:
- Riservatezza: protezione dei dati da letture non autorizzate
- Integrità : protezione dei dati da modifiche non autorizzate in trasmissione: autenticità: certezza dell’identità della sorgente, del destinatario e del contenuto del messaggio non ripudiabilità: garanzia che la sorgente non neghi la trasmissione ed il destinatario non neghi la ricezione
- Disponibilità: protezione di dati e sistemi da interventi non autorizzati o eventi fortuiti che compromettano l’accesso.
LEGGE SULLA PRIVACY
Decreto Legislativo 30 giugno 2003, N. 196 (Codice in Materia di Protezione dei Dati Personali) Esso definisce i seguenti termini:
- Dato personale : qualunque informazione relativa a persona fisica, persona giuridica, ente od associazione, identificati o identificabili anche indirettamente
- Dato sensibile : dato personale idoneo a rivelare (l'origine razziale ed etnica, le convinzioni religiose, filosofiche o di altro genere, le opinioni politiche, lo stato di salute, la vita sessuale)
- Dato giudiziario: dato personale idoneo a rivelare provvedimenti … in materia di casellario giudiziale, di anagrafe delle sanzioni amministrative dipendenti da reato e dei relativi carichi pendenti, o la qualità di imputato o di indagato.
Trattamento dei dati: qualunque operazione o complesso di operazioni, effettuati anche senza l’ausilio di strumenti elettronici, concernenti la raccolta, la registrazione, l’organizzazione, la conservazione, la consultazione, l’elaborazione, la modificazione, la selezione, l’estrazione, il raffronto, l’utilizzo, l’interconnessione, il blocco, la comunicazione, la diffusione, la cancellazione e la distruzione di dati, anche se non registrati in una banca di dati.
Salvo specifiche eccezioni, per raccogliere dati personali è necessario fornire un’informativa all’interessato e raccogliere il suo consenso circa le finalità, le conseguenze, le modalità di trattamento ecc..
I dati sensibili possono essere oggetto di trattamento solo con il consenso scritto dell'interessato e previa autorizzazione del Garante, il trattamento di dati giudiziari da parte di privati o di enti pubblici economici è consentito soltanto se autorizzato da espressa disposizione di legge o provvedimento del Garante che specifichino le rilevanti finalità di interesse pubblico del trattamento, i tipi di dati trattati e di operazioni eseguibili. I dati personali oggetto di trattamento devono essere: -Pertinenti, completi e non eccedenti rispetto alle finalità per le quali sono raccolti o successivamente trattati -Conservati in una forma che consenta l’identificazione dell’interessato per un periodo di tempo non superiore a quello necessario agli scopi per i quali essi sono stati raccolti o successivamente trattati -Custoditi e controllati in modo da ridurre al minimo, mediante l’adozione di idonee e preventive misure di sicurezza, i rischi di distruzione o perdita, anche accidentale, dei dati stessi, di accesso non autorizzato o di trattamento non consentito o non conforme alle finalità della raccolta.
CRITTOGRAFIA
Tecnica di protezione dei dati in trasmissione, si parla di Cifratura : un algoritmo prende un messaggio in chiaro e una chiave di cifratura e genera un messaggio cifrato e Decifratura: un algoritmo prende il messaggio cifrato e la chiave di decifratura e ricostruisce il messaggio in chiaro.
(La storia di queste tecniche parte dagli egizi fino ai romani alla seconda guerra mondiale fino agli anni 70 con l’invenzione della crittografia asimmetrica)
Nei tradizionali algoritmi di crittografia simmetrica il mittente usa un algoritmo basato su una chiave segreta (con sequenza di simboli) ne trasforma il messaggio in chiaro in uno cifrato, il destinatario riceve il messaggio e esegue un algoritmo di decifratura sulla base della stessa chiave segreta in modo da rigenerare il messaggio. ( dunque i curiosi non possono fare nulla perché non hanno la chiave, chiave che può essere anche pubblica se rivolta a tutti) Negli algoritmi di crittografia asimmetrica invece di una singola chiave segreta si prevede l’impiego di una coppia di chiavi tali per cui la conoscenza di una di esse non consente di ricalcolare l’altra. (garantendo così maggiore sicurezza nella comunicazione).
