Università di Roma Tor Vergata Anno Accademico Conversione dati. Come fornire i dati ad un computer ANALOGIA UOMO MACCHINA DISPOSITIVI

Transcript

1 Università di Roma Tor Vergata Anno Accademico Conversione dati Come fornire i dati ad un computer ANALOGIA UOMO MACCHINA Sequenze di bit DISPOSITIVI ATTUATORI DI OUPUT Sequenze di impulsi ATTUATORI BIOLOGICI DISPOSITIVI DI INPUT RECETTORI SPECIFICI 2 1

2 Segnali Analogici I segnali analogici sono presenti nella vita quotidiana e sono segnali fisici variabili con continuità Temperatura Pressione Lunghezza Tempo Sono definiti di tipo estensionale Non occorre ridefinire le modalità di misurazione 3 Segnali digitali Sono segnali non continui definiti attraverso un set di simboli che ne costituiscono la base di rappresentazione. Cifra unità Sono di tipo intensionale Se devo estendere il range di rappresentazione devo introdurre nuovi simboli o aumentare le combinazioni di associazione (incrementare il numero di cifre) 4 2

3 Dispositivi diretti di ingresso (input) Sono dispositivi che codificano direttamente l informazione Tastiera Touch screen Digitalizzatore grafico 5 Tastiera Rilevatore di Riga e Colonna connesse Encoder Elettronico Codice ASCII Peso e simbolo 6 3

4 Tastiera Tasti con funzione assegnata dal software 7 Touch screen Digitalizzatore grafico Funziona con la stessa logica della tastiera (incrocio di fili verticali ed orizzontali) cambiano solo le modalità con cui vengono rilevate le correnti nei fili orizzontali e verticali nell incrocio Punto di contatto con il dito Il suo mouse genera un campo elettromagnetico che induce corrente nella trama di fili nascosti all'interno della base. 8 4

5 Dispositivi di ingresso indiretti Sono dispositivi che trasformano l informazione in un segnale opportuno che successivamente viene convertito in segnale digitale Il segnale tipico è un segnale elettrico analogico 9 Analogico Analogico in quanto in analogia con l informazione di origine e di tipo continuo (es. strumentazione di misura con tracciato su carta.. xxxxgrafo, barografo, termografo, anemografo, igrografo, pluviografo,.etc)

6 Segnale Analogico Segnale continuo che assume tutti gli infiniti valori tra due estremi, inferiore e superiore. E rappresentato da numeri reali con risoluzione teoricamente infinita. Es. la temperatura di un corpo passa da 37,0 C a 38,0 C in un intervallo di tempo di 30 minuti. In questo intervallo di tempo avrà assunto sicuramente le temperatura di 37,15972 per un xx secondi 37,55550 per un xx secondi 37,89541 per un xx secondi Misurabile solo se si dispone di uno strumento adeguato. Servono sempre tanti decimali? 11 Segnale Analogico Con il termometro a mercurio tradizionale, la scala non permette di apprezzare che il decimo di grado, ma il liquido all'interno.. Ne consegue che la tabella che saremo in grado di costruire sarà: ora Temp C ,0 9:05 37,1 9:10 37,4 9:15 37,5 9:20 37,8 9:25 37,9 9:30 38,0 Con un altro termometro o con un termometro digitale potremmo anche apprezzare il 1/100 di grado 12 6

7 Segnale digitale quantizzazione Segnale discreto che può assumere solo valori determinati dal numero di cifre che lo rappresentano in un intervallo limitato da due estremi, inferiore e superiore Es. la temperatura del corpo se la esprimo in C con : una cifra potrò solo dire che ha il valore di 3 o 4 decadi due cifre avrò valori di 36 o 37 o 38 o 39 o 40 o 41 tre cifre 36,8 o 37,0 o 37,6 o 38,4 o 40,2 quattro cifre 36,92 o 37,05 o 37,63 o 38,38 o 40,48 13 Quantizzazione a 1 cifra Si raccoglie solo la cifra più significativa 4 Dati Originali 4 Dati Campionati Sovrappostia 1 cifra Time Valore reale Campione slide 14 / 7

8 Quantizzazione 2 cifre Si raccolgono solo le 2 cifre più significative Time Valore reale Dati Originali Dati Campionati Sovrapposte con 2 cifre slide 15 / Quantizzazione 3 cifre Si raccolgono tutte le cifre Time Valore reale Campione Campione

9 Conversione AD / DA 17 Conversione Analogico/Digitale Segnale analogico reale visualizzabile su un oscilloscopio 18 9

10 Conversione Analogico/Digitale Processo di campionamento t 0 0,3 0,6 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 a 0 1,5 2,3 2,4 1,7 0,9 0,05 0,2 19 Conversione Analogico/Digitale Campionamento a metà periodo 20 10

11 Conversione Analogico/Digitale Interpolazione dei campioni 21 Scomposizione di un segnale analogico Jean Baptiste Joseph Fourier Un segnale qualunque purché si possa riconoscere una periodicità è sempre dato dalla somma di un numero finito di segnali sinusoidali / cosinusoidali

12 Scomposizione di un segnale analogico Nyquist-Shannon Un segnale avente nel suo spettro una frequenza massima Fmax può essere campionato ad una frequenza minima pari al doppio di Fmax senza alcuna perdita di informazione uist-shannon 23 Dispositivi ingresso/uscita Supporto Ottico CD (Compact Disk) CD Rom solo lettura CD Writable CD RW Rewritable DVD (Digital Video Disk Digital Versatile Disk) DVD - Rom DVD RW 24 12

13 Supporto ottico La superficie del CD viene alterata permanentemente in fase di scrittura da un fascio laser di intensità maggiore rispetto alle condizioni di lettura 25 Campionamento e Supporti Ottici CD ROM AUDIO Capacità 650 Mbyte - 74 minuti di audio alta fedeltà HF Con la scelta 1 campione (sample) occupa 1 byte (range a 256 livelli) allora sample / sec * 2 canali (stereo) = byte/sec) 650 *1024 * 1024 = byte (capacità in byte del disco) byte / byte/sec = 4437 secondi 4437 secondi / 60 = 74 minuti circa di registrazione stereo ad alta fedeltà