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1 OHLQIRUPD]LRQLQRQQXPHULFKH RAPPRESENTAZIONE DI TESTI Lo standard ASCII (American Standard Code for Information Interchange): 7 bit, 2 7 = 128 simboli diversi: - (a z A Z 0 9!?,. ; # $ ), - alcuni codici di controllo, (per controllare la visualizzazione di un testo (ad es. capo riga, salto di pagina, ) o la sua trasmissione (ad es. XON, XOFF, ) I 7 bit sono memorizzati e trasmessi all interno di un byte. Il bit in più può essere usato come bit di parità per rilevare eventuali errori di trasmissione. Estensione dello standard ASCII a 8 bit: 256 simboli; i 128 aggiuntivi consentono di rappresentare caratteri di alfabeti nazionali (ad es. à, è, è, ô,,,, ). Standard UNICODE (a 16 bit): 2 16 = 64K simboli per rappresentare i caratteri di tutte le principali lingue scritte del mondo. 1

2 RAPPRESENTAZIONE DI IMMAGINI VETTORIALE: insieme di elementi geometrici (punti linee, cerchi, rettangoli, archi di curva, ). Metodo adatto per il disegno tecnico. Programmi di tipo DRAW (es. AUTOCAD) BIT MAP (raster): successione di punti, detti PIXEL (picture elements): righe e colonne di un area rettangolare (640x480, 1024x768, 1280x1024). bianco e nero: un bit per punto; a colori: - un byte per punto (256 colori) - 3 byte per punto (uno per colore fondamentale: RGB) 2 24 = 16M (TRUE COLOR). I programmi che elaborano immagini bit map sono detti di tipo PAINT (es. PAINTBRUSH) Un immagine bit map è di solito contenuta in un file di estensione.bmp Altri formati bit map talvolta usati sono: TIFF (file.tif) e PCX (file.pcx) usato da ZSOFT Paintbrush Un immagine vettoriale richiede meno spazio di memoria di una di tipo bitmap. 2

3 Immagine bit map: - 640x480 in bianco e nero: ~38Kbyte - 640x colori (o gray level): ~300Kbyte - 640x480 16M colori (true color): ~900Kbyte x768 16M colori (true color): ~2.3Mbyte x M colori (true color): ~3.9Mbyte Per ridurre lo spazio di memoria occupato da un immagine bit map (e il tempo necessario per il suo trasferimento lungo una linea di comunicazione) si adottano comunemente WHFQLFKHGL&2035(66,21( COMPRESSIONE LOSSLESS, - consente di ricostruire interamente l informazione originaria (es. PKZIP). - La riduzione di ingombro tipica è di circa il 50%. - Usata per la compressione di file contenenti programmi o dati da conservare inalterati. - I file contenenti informazioni compresse con PKZIP sono caratterizzati dall estensione.zip. - Un meccanismo di compressione lossless usato per le immagini più semplici (256 colori), tipo cartoon, è: GIF (file.gif). COMPRESSIONE LOSSY, - tollera la perdita di alcune informazioni e quindi non consente di ricostruire fedelmente l immagine originaria (es. JPEG). - Può arrivare a ridurre l ingombro al 5%. - Usata comunemente per memorizzare immagini a colori (16M, true color) di tipo fotografico. - I file contenenti immagini compresse con JPEG sono caratterizzati dall estensione.jpg. 3

4 RAPPRESENTAZIONE DEL SUONO Il VHJQDOHVRQRUR (andamento, nel tempo, della posizione di una particella d aria che vibra), tramite un WUDVGXWWRUH (microfono), viene trasformato in un VHJQDOH HOHWWULFRDQDORJLFR (tensione elettrica che varia, nel tempo, in modo analogo al segnale sonoro). Il segnale elettrico analogico, tramite un FRQYHUWLWRUH$' (analogico/digitale), viene campionato (ad es. alla frequenza di 10 KHz, cioè un campione ogni 100 µs) e il valore della tensione di ciascun campione viene trasformato in un numero binario da 1 bit; questo YDORUH GLJLWDOH viene prodotto dal convertitore A/D in un registro accessibile al processore. Il calcolatore provvede a leggere il valore di ciascun campione, prima che esso venga sostituito da quello successivo (entro 100 µs, nell esempio), e costruisce, nella sua memoria, una VXFFHVVLRQHGLYDORULGLJLWDOL FKHUDSSUHVHQWDLOVHJQDOHVRQRUR. Il segnale sonoro può essere ricostruito, a partire da questa rappresentazione interna al calcolatore, prelevando ad uno ad uno i valori digitali, inviandoli ad un FRQYHUWLWRUH'$ (digitale/analogico), che opera la conversione inversa rispetto a quella operata dall A/D, e inviando ad un WUDVGXWWRUH (altoparlante) il segnale elettrico analogico prodotto dal D/A. La rappresentazione è tanto più precisa (più fedele) quanto maggiore è la frequenza di campionamento e quanto maggiore è il numero 1 di bit dei campioni. 4

5 Per ricostruire interamente l informazione contenuta in un segnale elettrico composto da sinusoidi elementari di frequenza non superiore a I 0$;, è sufficiente campionarlo con una frequenza pari almeno a I 0$;. L orecchio umano non percepisce suoni di frequenza superiore a circa 20 KHz. Pertanto la rappresentazione fedele di un brano sonoro può essere fatta campionandolo a 44 KHz (questa è la frequenza di campionamento usata nei CD musicali, nei quali il numero di bit dei campioni è pari a 16) Con questa modalità di campionamento (44 KHx, 16 bit) un secondo di audio occupa Kbyte; un brano audio che duri un minuto occupa Mbyte. L ingombro è notevole. Per ridurlo (e per ridurre, di conseguenza, anche il tempo necessario per la trasmissione del brano, ad esempio in rete) si usano WHFQLFKHGLFRPSUHVVLRQH: La compressione nel formato WAVE (file di estensione.wav) consente di ridurre l ingombro di un fattore che, tipicamente, puo essere compreso tra 2 e 4:un brano di un minuto, compresso nel formato WAVE, potrebbe occupare 1.5 Mbyte (in luogo dei 5 Mbyte originari). Con questa riduzione risulta fattibile la trasmissione via modem di un brano sonoro: la velocità di trasmissione richiesta è di Kbyte al secondo. La compressione nel formato MP3 (file di estensione.mp3), recentemente affermatasi, consente di ridurre l ingombro di un fattore circa 5: un minuto di audio mp3 tipicamente occupa 1 Mbyte. 5

6 RAPPRESENTAZIONE DEL VIDEO Un brano video è costituito da una sequenza di immagini. Ad esempio, nella televisione, sono presentati 25 fotogrammi al secondo, ciascuno costituito da pixel. Per presentare sullo schermo di un calcolatore (di risoluzione non molto alta: pixel) un minuto di un brano video a colori (true color: 3 byte per pixel), all interno di una finestra che occupi solo un trentaduesimo dello schermo, sono necessari: (1/32) Mbyte. Per poter gestire (memorizzare e trasmettere) un brano video è indispensabile ricorrere alla compressione. Lo standard di compressione video più diffuso è MPEG (file di estensione.mpg), che tipicamente consente di ridurre l ingombro di un fattore 20, per cui un minuto di video MPEG potrebbe occupare 2.5 Mbyte. Altre tecniche di compressione utilizzate sono: AVI (file di estensione.avi), della Microsoft; QUICKTIME (file di estensione.mov) della Apple. 6