Unità di Misura nel Mondo dei Calcolatori

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1 Unità di Misura nel Mondo dei Calcolatori 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 1 Unità di Misura Kg (peso) - Km (distanza) - s (tempo) Anche in informatica esistono delle unità di misura che quantificano e misurano eventi e particolari operazioni 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 2 1

2 Unità di Misura Byte - capacità di memorizzare dati Baud/bps - velocità di trasmissione dati Hertz - velocità nell elaborare dati DPI - risoluzione di stampa 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 3 Notazione Binaria (I) I calcolatori sono detti digitali perché manipolano informazioni in forma numerica (digit = cifra) I computer non usano la notazione in base 10 (quella che usa 10 cifre: 0,,9). Non è: economica, efficiente, affidabile. Perché gli uomini usano la notazione decimale? 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 4 2

3 Notazione Binaria (II) Il computer manipola informazioni in forma binaria (riconducibile a sequenze di 0 ed 1) Si - No, Vero - Falso, 0-1, Acceso - Spento Manipolare informazioni in forma binaria è facilmente implementabile tramite circuiti e assenza/presenza di corrente. 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 5 Il bit (I) Il minimo numero di simboli per rappresentare informazione è due. = donna = uomo Con un solo simbolo non è possibile decodificare l informazione = donna = uomo = donna uomo uomo donna???? 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 6 3

4 Il bit (II) bit unità minima d informazione (BInary digit) Si concatenano più simboli per rappresentare informazione più complessa. = donna = bambino = uomo = bambina 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 7 Il Byte (I) Byte: multiplo del bit, è costituito da 8 bit Indica la capacità di rappresentare informazione (quantità d informazione rappresentabile). Con un byte si possono rappresentare 256 simboli differenti. Si usano sequenze da a /03/02 Prof. Carlo Blundo 8 4

5 Il Byte (II) In generale con sequenze di k bit si possono rappresentare 2 k simboli (2 8 =256). k=1 0, 1 <> k=2 00, 01, 10, 11 Passando da sequenze di k-1 bit a sequenze di k bit i simboli raddoppiano, basta anteporre 0 ed 1 a tutte le sequenze di k-1bit. 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 9 Perché un byte = 8 bit? (I) Dobbiamo rappresentare i simboli usati nel nostro linguaggio: 52 lettere tra maiuscole e minuscole 10 cifre - 6 tipi di parentesi () [] {} 6 simboli di punteggiatura 7 simboli matematici + * / - > < = meno di altri 47 _ \ ^. 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 10 5

6 Perché un byte = 8 bit? (II) Dobbiamo rappresentare meno di 128 simboli ma più di 64. Sono sufficienti 7 bit (2 7 =128). Ne usiamo 8 per rappresentare lettere usate in casi particolari Es. è é à ù ì ñ ð æ ã ÿ ë... 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 11 La Codifica dei Dati Ad ogni carattere (simbolo) dobbiamo assegnare una sequenza binaria. L assegnazione simbolo sequenza binaria dipende dal codice utilizzato ASCII EBCDIC UNICODE 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 12 6

7 Codice ASCII ASCII: American Standard Code for Information Interchange ASCII standard: rappresenta 128 simboli (7 bit) A ASCII esteso: rappresenta 256 simboli (8 bit) /03/02 Prof. Carlo Blundo 13 Codice EBCDIC EBCDIC: Extended Binary Coded Decimal Interchange Code Ideato dall IBM utilizzato in main-frame I caratteri sono rappresentati da 8 bit A /03/02 Prof. Carlo Blundo 14 7

8 Codice UNICODE UNICODE: UNIversal CODE Gestisce caratteri. Serve a rappresentare parole scritte in lingue quali: Ebraico, Cinese, Giapponese, Russo,. I caratteri sono rappresentati da 16 bit 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 15 Multipli del Byte Quantificano la capacità di memoria, di rappresentare informazione, di memorizzare ed archiviare informazioni. Per passare da un unità di misura alla successiva bisogna moltiplicare per = /03/02 Prof. Carlo Blundo 16 8

9 Kilobyte - KB 1 KB = 1024 Byte = 2 10 Byte Megabyte - MB 1 MB = 1024 KB = 1024 x 1024 Byte = Byte = 2 20 Byte 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 17 Gigabyte - Gb Altri Multipli 1024 Mb = 2 30 byte 1 miliardo di byte Terabyte - Tb 1024 Gb = 2 40 byte 1000 miliardi di byte Petabyte - Pb 1024 Tb = 2 50 byte 1 milione di miliardi di byte 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 18 9

10 Velocità dei Computer CU processore ALU MIPS: Milioni di Istruzioni Per Secondo Elabora dati Esegue istruzioni (+, -, sposta, ) Indica il numero di istruzioni eseguite in un secondo da un microprocessore Velocità assoluta anche se non considera I/O 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 19 Legge di Joy I MIPS possono essere utilizzati per confrontare le prestazioni di processori diversi. MIPS = 2 (anno-1984) Il rendimento dei microprocessori è andato molto vicino alle previsioni di Joy 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 20 10

11 Hertz - Hz (I) Deriva da Henrich Rudolf Hertz, fisico tedesco che alla fine del 1800 produsse delle onde elettromagnetiche con un oscilloscopio. 1Hz = Unità di misura che corrisponde ad 1 oscillazione al secondo 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 21 Hertz - Hz (II) Misura la velocità con cui è eseguita un operazione. 1 Televisori a 50Hz oppure a 100Hz 1 Clock del computer Clock: Orologio interno al computer, serve a sincronizzare le sue componenti. Stabilisce la velocità con cui sono eseguite le istruzioni. Metronomo: tutti i musicisti tengono il tempo. 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 22 11

12 Hertz - Hz (III) Nel computer non esiste un pendolo che oscilla ma un quarzo che quando è sollecitato elettricamente compie milioni di oscillazioni al secondo. Megahertz (MHz) = Hz Misura relativa, ma è la più diffusa. Un istruzione è eseguita in più cicli. 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 23 Confronto tra processori (I) Possiamo usare la velocità del clock per confrontare solo processori della stessa famiglia. Un Pentium III a 450MHz è più lento di un Pentium III a 500MHz. Non è detto che un Pentium IV a 2 GHz esegua un operazione più fvelocemente di un AMD Athlon a 1.5 GHz. 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 24 12

13 Confronto tra processori (II) La velocità di un PC dipende dall architettura interna (bus a 8,16,32 bit) e dalla velocità di trasferimento dati dalla memoria al microprocessore. Un istruzione impiega più cicli per poter essere eseguita. Questo numero cambia da tipo di processore a tipo di processore 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 25 bit per secondo - bps bps: Indica la velocità di trasmissione dati di un computer. kilobit per secondo (Kbps), 10 3 bps megabit per secondo (Mbps), 10 6 bps gigabit per secondo (Gbps), 10 9 bps 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 26 13

14 Baud - Bd Deriva dall ingegnere francese Jean Baudot che inventò il telegrafo verso la metà del secolo scorso. Numero dei cambiamenti di stato (impulsi) di un segnale in un secondo. Indica la velocità del modem Il numero di bit effettivamente scambiati in un secondo dipende dalla tecnica utilizzata per scambiare dati (modulazione di ampiezza, frequenza, fase). 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 27 Dots per Inch - DPI Indica la definizione o risoluzione di un immagine Un immagine digitale è rappresentata da una griglia di punti Ad ogni punto è assegnato un colore La risoluzione di un immagine è il numero di punti contenuti in una linea di 2.54 cm Misura la qualità dell immagine Più alta è la risoluzione migliore è la qualità dell immagine e maggiore è il numero di byte necessari a memorizzarla 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 28 14

15 Risoluzione di stampanti e scanner I DPI sono usati per misurare la risoluzione di dispositivi di input e output stampanti, macchine fotografiche digitali, scanner, monitor La risoluzione di una stampante indica il numero di punti che si possono stampare in un quadrato di 2.54 cm di lato. Una stampante con risoluzione di 300DPI è in grado di stampare punti in cm 2 La risoluzione di uno scanner indica il numero di punti in cui verrà fotografata l immagine in una linea di 2.54 cm Risoluzione orizzontale e verticale (es. 600x600 DPI) 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 29 Esempio di risoluzione 1 Inch 1 1 Inch 8x11 26x32 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 30 15

16 Risoluzione di un monitor La risoluzione di un monitor è misurata in maniera differente dalla risoluzione di stampa. Tiene in considerazione la grandezza del monitor (15, 17, 19, 21 ) e del numero di pixel gestibile dal monitor e dalla scheda grafica. Grandezza del monitor misurata dalla lunghezza della diagonale Esempi di risoluzione (800x600, 1024x768) 19/03/02 Prof. Carlo Blundo 31 16