Come si misura la memoria di un calcolatore?

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1 Come si misura la memoria di un calcolatore? Definizione Il byte è definito come unità di misura di memoria. I multipli del byte sono: KiloByte (KB) - 1 KB = 2 10 byte = 1024 byte MegaByte (MB) - 1 MB = 2 20 byte = 1024 KB 1 milione di byte GigaByte (GB) - 1 GB = 2 30 byte = 1024 MB 1 miliardo di byte TeraByte (TB) - 1 TB = 2 40 byte = 1024 GB 1000 miliardi di byte... 45/129

2 Notazione decimale 46/129

3 Notazione binaria Introduzione 47/129

4 Come codifichiamo i caratteri? Per rappresentare i simboli dell alfabeto anglosassone ( A B... a b... ) bastano 7 bit (2 7 = 128) Nota: B e b sono simboli diversi Contiamo: 26 maiuscole + 26 minuscole + 10 cifre + 33 segni di interpunzione + 33 caratteri di controllo = 128 oggetti Per l alfabeto esteso con simboli quali è ½... bastano 8 bit (2 8 = 256) come nella codifica accettata universalmente chiamata ASCII (American Standard Code for Information Interchange) esteso Per manipolare un numero maggiore di simboli si utilizza la codifica UNICODE a 16 bit (2 16 = ) 48/129

5 Codifica ASCII (standard) 49/129

6 Codifica ASCII (esteso) 50/129

7 Esempio Introduzione 51/129

8 Informazione Analogica Definizione L informazione si dice analogica (o continua) quando è caratterizzata da un numero infinito (non numerabile) di sfumature o particolari. 52/129

9 Problema In un computer non è possibile memorizzare un numero infinito di sfumature o particolari : A differenza delle cifre e dei caratteri alfanumerici, per le informazioni analogiche (es. un quadro, un tuono) non esiste (a priori) un unità minima di riferimento Problema Come possiamo spezzettare l informazione analogica in binary-digit (ovvero in BIT) per renderla digitale? 53/129

10 Digitalizzazione Introduzione Definizione La digitalizzazione (o campionamento) è il processo di conversione, che applicato ad informazione analogica determina il passaggio dal campo dei valori continui a quello dei valori discreti. Triangolo su carta Triangolo su file 54/129

11 Digitalizzazione Introduzione 55/129

12 Digitalizzazione (7x4 = 28 pixel) 56/129

13 Digitalizzazione (14x8 = 112 pixel) 57/129

14 Digitalizzazione (28x16 = 448 pixel) 58/129

15 Digitalizzazione (56x32 = 1792 pixel) 59/129

16 Digitalizzazione (112x64 = 7168 pixel) 60/129

17 Digitalizzazione (224x128 = pixel) 61/129

18 Immagine (analogica) originale 62/129

19 Profondità di colore La profondità di colore rappresenta il numero di sfumature di colore differenti. Nella codifica RGB (Red - Green - Blue) per ogni colore si usano N bit così da disporre di 2 N sfumature diverse: Con N = 2 abbiamo 2 2 = 4 sfumature e 4 3 = 64 colori Con N = 8 abbiamo 2 8 = 256 sfumature e = 16 milioni di colori 63/129

20 Risoluzione Introduzione La risoluzione rappresenta il livello di dettaglio (numero di pixel) usato per rappresentare l immagine. Risoluzioni tipiche: 640 x 480 pixel = pixel 800 x 600 pixel = pixel 1024 x 768 pixel = pixel 1280 x 1024 pixel = pixel (circa 1 MegaPixel) = byte (circa 4MB come bitmap) 3264 x 2448 pixel = pixel (circa 8 MegaPixel) = byte (circa 24 MB come bitmap) 64/129

21 Codifica dei filmati Le immagini in movimento sono memorizzate come sequenze di fotogrammi: Si sfrutta la limitatezza della capacità percettiva dell occhio umano La sequenza continua di immagini viene discretizzata ottenendo una serie di immagini (frame) che variano velocemente, ma ad intervalli stabiliti In genere si tratta di sequenze compresse di immagini Ad esempio si possono registrare solo le variazioni tra un fotogramma e l altro 65/129

22 Formati video Introduzione Esistono vari formati (che includono anche il sonoro): MPEG rappresenta un insieme di standard che si evolvono sin dal 1988 ad opera del Moving Picture Experts Group e sono attualmente tra gli standard più universalmente utilizzati AVI (Audio Video Interleave) è un formato proprietario realizzato dalla Microsoft nel 1992 QuickTime è un formato proprietario sviluppato da Apple a partire dal È possibile ritoccare i singoli fotogrammi 66/129

23 I suoni Introduzione L enorme sviluppo della rete di comunicazione Internet ha fortemente contribuito allo sviluppo di sofisticate tecniche di compressione di files multimediali al fine di garantire una maggiore rapidità nella trasmissione di dati. Navigando in internet o semplicemente accendendo il PC è normale imbattersi in diversi formati audio, spesso più adatti per creare effetti sonori o commentare musicalmente giochi, applicazioni multimediale, pagine Web. Per la creazione di files audio esistono varie tecnologie accomunate ad un obiettivo di fondamentale importanza: la compressione dei dati. Lo spazio che può occupare un segnale audio dipende essenzialmente da tre cose: 1 Frequenza di campionamento (numero di campioni al secondo) 2 Il numero di bit per campione (8 bit, 16 bit oppure 24 bit) 3 Il numero di canali (mono, stereo, quadri, 4.1, 5.1) 67/129

24 Codifica dei suoni Si effettuano dei campionamenti su dati analogici: L onda sonora viene misurata (campionata) ad intervalli regolari Si rappresentano i valori campionati con valori digitali La frequenza del campionamento determina la fedeltà della riproduzione del suono Minore è l intervallo di campionamento e maggiore è la qualità del suono Curiosità I CD musicali sono realizzati con campionamenti al secondo e con 16 bit per campione. 68/129

25 DVD Audio Introduzione 69/129

26 Formati audio Introduzione Esistono vari formati: WAV (formato audio per la forma d onda) è un formato audio sviluppato da Microsoft e IBM per personal computer. I dati vengono salvati in blocchi. MP3 (Motion Picture Expert Group-1/2 Audio Layer 3), è un algoritmo di compressione audio in grado di ridurre drasticamente la quantità di dati richiesti per memorizzare un suono, rimanendo comunque una riproduzione accettabilmente fedele del file originale non compresso. MIDI (Musical Instrument Digital Interface) si indica il protocollo standard per l interazione degli strumenti musicali elettronici (anche tramite un computer) /129

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