Corso di Laurea Professionalizzante in Ingegneria Meccatronica
Fondamenti di Programmazione
Rappresentazione e Codifica
dell’Informazione
capitolo 1 del testo:
“Le radici dell’informatica” – Chianese Moscato Picariello Sansone
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Rappresentazione e Codifica dell’Informazione: Introduzione ai Concetti Fondamentali, Dispense di Elementi di Informatica
Appunti di informatica su informazione e codifica delle informazioni
Tipologia: Dispense
2018/2019
1 / 16
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Corso di Laurea Professionalizzante in Ingegneria Meccatronica Fondamenti di Programmazione
Rappresentazione e Codifica
dell’Informazione
capitolo 1 del testo: “Le radici dell’informatica” – Chianese Moscato Picariello Sansone
Il concetto di Informazione
- Informazione - …. deriva da informare , ossia dare forma - … fa riferimento ad un concetto astratto che può coincidere con qualunque notizia o racconto
- L'informazione è qualcosa che viene comunicato in una qualsiasi forma, scritta o orale
- ... è associata al concetto di incertezza
- ricevere un’informazione fa diminuire l’incertezza riguardo un insieme di possibilità (eventi, decisioni)
Rappresentazione Analogica e Discreta
- Rappresentazione Analogica
- Le proprietà del fenomeno rappresentato sono omomorfe alla forma della rappresentazione
- La rappresentazione varia in analogia con la grandezza reale
- una grandezza è rappresentata in modo continuo e la gran parte delle grandezze fisiche della realtà sono di tipo continuo
- Rappresentazione Discreta
- Utilizza un insieme finito di rappresentazioni distinte che vengono messe in relazione con alcuni elementi dell’universo da rappresentare
- è un’approssimazione di quella analogica
Codifica
- Un’informazione per essere elaborata deve essere codificata in una rappresentazione comprensibile all’interlocutore - La codifica è l’insieme di convenzioni e di regole da adottare per trasformare un’informazione in una sua rappresentazione - La stessa informazione può essere codificata in modi diversi (rappresentazioni diverse) a seconda del contesto Esempi: cifre arabe: 1 numerazione romana: I numerazione cinese:
UP 向上 ALTO
Parole Codice
- Siano
- V= {v 1 , v 2 , ... , v (^) m } l’insieme degli m valori diversi di una data informazione
- A = {s 1 , s 2 , ... , s (^) n } un alfabeto composto da n simboli distinti
- Si considerino diverse lunghezze delle parole codice
- con l = 1 si hanno tante parole codice diverse ( n 1 ) quanti sono i simboli dell’alfabeto
- con l = 2 si hanno tante parole codice diverse quante sono le combinazioni con ripetizione degli n simboli nelle due posizioni, ossia n 2
- con l = 3 si hanno n 3 parole codice diverse
- In generale il numero di parole codice differenti è uguale a n l
Esempio
- Considerato l’alfabeto A = { - ,. } del codice Morse (ha cardinalità n =2 ), al variare della lunghezza l cambia il numero di parole codice a disposizione (e quindi dei valori che si possono rappresentare)
Ridondanza
- Nel caso di n l^ > m , non tutte le configurazioni possibili (parole codice) vengono utilizzate per la rappresentazione
Attenzione! In alcuni contesti, “ridondanza” per un codice ha una definizione più stringente (ed è una proprietà utile, non è indice di inefficienza).
Codifica a Lunghezza fissa e variabile
- Codifica a lunghezza fissa
- tutte le parole codice hanno sempre la stessa lunghezza, fissata da particolari esigenze applicative - I calcolatori adottano codifiche a lunghezza fissata e definita
- Codifica a lunghezza variabile
- Non tutte le parole codice hanno la stessa lunghezza
- Introducono vantaggi nella trasmissione e conservazione dell’informazione
- La scrittura è un caso di codifica a lunghezza variabile
- Non tutte le parole codice hanno la stessa lunghezza
Vantaggi della rappresentazione Binaria
- La rappresentazione digitale semplifica la memorizzazione (e l’elaborazione) delle informazioni e rende i sistemi digitali meno soggetti ai disturbi elettrici rispetto ai sistemi analogici - I supporti di memorizzazione delle informazioni, i registri di memoria, vengono realizzati con componenti elementari semplici detti flip-flop, che operano in due soli stati possibili - per questo la rappresentazione delle informazioni all’interno dell’elaboratore si basa sull’alfabeto binario {0,1}
Il codice binario
- Utilizza un alfabeto A = {0,1} con n =
- Le informazioni numeriche vengono quindi rappresentate mediante stringhe di bit di lunghezza l che producono 2^ l configurazioni (parole codice) diverse
- Viceversa se si devono rappresentare K informazioni diverse occorrono log 2 K bit per associare ad esse codici diversi
Come funziona nei moderni calcolatori
- Con otto bit si rappresentano solo 2 8 (256) valori diversi
- Nel caso in cui un solo byte non fosse sufficiente per rappresentare i K valori dell’informazione, allora si individua il numero b di byte tale che 2 ( b *8)^ > K
- In altri termini, la codifica è a lunghezza fissa ed adotta parole codice con una lunghezza che ha valori multipli di 8