Multimedialità e digitalizzazione

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1 Multimedialità e digitalizzazione Multimedialità: elaborazione e trasmissione integrata di testi, dati numerici, suoni, immagini e filmati La multimedialità viene ora attuata con tecnologie digitali (in contrapposizione ad analogico)

2 Multimedialità e digitalizzazione Riprendiamo l esempio della trasmissione della voce sulla rete telefonica. Segnale Tempo

3 Multimedialità e digitalizzazione u Invece della forma d onda si trasmette una sequenza di numeri che consentirà all apparato ricevente di ricostruire il segnale u Il segnale viene campionato (misurato) ad intervalli regolari di tempo u Il valore viene quantizzato cioè, convertito in un numero (che verrà poi rappresentato in binario con un opportuno numero di bit) u Nell esempio trasmetteremmo 0,4,6,7,5,3,0,-2,-4 u Si può dimostrare che se la frequenza di campionamento è maggiore del doppio della componente del segnale a frequenza più alta allora si può sempre ricostruire la forma dell onda

4 Multimedialità e digitalizzazione Su una rete digitale, se volessimo trasmettere la voce si deve: Campionare il segnale vocale ogni 125 milionesimi di secondo (producendo 8000 campioni al secondo) per segnale con frequenze inferiori a 4kHz Per ogni campione (che è un numero) si usano 8 bit Per cui, il numero di bit che si trasmettono ogni secondo è pari a 8000 campioni/sec x 8 bit/campione=64000 bit/sec

5 Multimedialità e digitalizzazione u Nel caso di un CD musicale: Due registrazioni corrispondenti a due microfoni distinti La frequenza di campionamento è di campioni al secondo Si usano 16 bit per rappresentare i valori si un campione In totale, se volessimo trasmettere musica di qualità CD dovremmo usare 2 x campioni/sec x 16 bit/campione= bit/sec

6 Multimedialità e digitalizzazione u Nel caso di un immagine ad alta risoluzione in bianco e nero: Immagine suddivisa in una griglia di 1000 righe per 1000 colonne per un totale di di pixel La luminosità di ogni pixel viene rappresentata da 8 bit (per un totale di 256 diversi livelli di grigio) Se volessimo trasmetterla dovremmo avere: pixel x 8 bit/pixel= bit u Per un immagine a colori: Il colore di ogni pixel viene rappresentato da 24 bit (8 bit per ognuna delle tre componenti di colori fondamentali) Se volessimo trasmetterla dovremmo avere: pixel x 24 bit/pixel= bit

7 Multimedialità e digitalizzazione Nel caso di un filmato in bianco e nero ad alta qualità: 30 immagini ad alta risoluzione al secondo In totale, se volessimo trasmetterlo dovremmo usare 30 immagini/sec x bit/immagine= bit/sec Nel caso di un filmato a colori ad alta qualità: 30 immagini/sec x bit/immagine= bit/sec

8 Multimedialità e digitalizzazione Per dare un idea, di bit rappresentano: 1 libro di media lunghezza ( di caratteri) Un immagine ad alta risoluzione (radiografia al torace) 125 secondi di conversazione voce 5,6 secondi di musica ad alta fedeltà (qualità del CD audio) 0,033 secondi di un filmato in bianco e nero ad alta risoluzione

9 Rete ISDN use dovessimo trasmettere una radiografia sulla rete telefonica con un buon modem (28800 bit/sec) ci vorrebbero 277 minuti. uuna possibilità è rappresentata da ISDN (Integrated Services Digital Network) con la quale tutto viene trasmesso in forma digitale (voce, dati, immagini).

10 Rete ISDN Testi Immagini Suoni Video Telefono Rete ISDN Connessione Numerica (digitale) uconnessione detta di tipo B (64000 bit/sec) uconnessione detta di tipo D (16000 bit/sec) uaccesso primario ( bit/sec) 2Mb/s

11 I protocolli Le reti di calcolatori NON SONO costituite solo da connessioni e dispositivi di trasmissione Affinché una rete funzioni c è bisogno di sofware per: Gestione delle comunicazioni Controllo correttezza Monitoraggio efficienza e guasti Verifica delle autorizzazione degli accessi. Ricordate l analogia tra architettura di un calcolatore e software (sistema operativo)

12 I protocolli urestringendo l attenzione al solo problema della gestione delle comunicazioni parliamo dei protocolli di comunicazione. Un protocollo è un insieme di regole di interazione che definiscono cosa un computer deve conoscere per inviare bit attraverso un mezzo fisico di trasmissione verso un altro computer.

13 I protocolli Calcolatore che trasmette Liv1 A Calcolatore che riceve Liv1 B A B A Liv2 B A Liv2 C B A C B A Liv3 C B A Liv3 A A Liv connessione fisica A Liv connessione fisica

14 Internet A livello mondiale oggi la rete principale è Internet (l'erede di Arpanet nata negli anni 60 per scopi militari) Su Internet si sono dapprima collegati tutti i centri di ricerca e le università, poi la rete ha iniziato a diffondersi anche presso molte aziende Più che una rete Internet è una rete di reti, nel senso che collega tra di loro le reti nazionali dei vari paesi del mondo Internet è una rete pubblica

15 Internet Ad Internet sono collegati: Organizzazioni Internazionali: (L'ONU, la FAO, la Banca Mondiale, ecc.) Organismi politici (Casa Bianca, al Parlamenti e ministeri di varie nazioni) Biblioteche Mass Media di varia natura (giornali, riviste e le principali agenzie di stampa, reti televisive) Associazioni scientifiche e professionali Aziende Enti pubblici Enti commerciali (commerci elettronico) Società di servizi

16 Internet ucalcolatori appartenenti ad una rete non potevano scambiare informazioni con calcolatori connessi ad un altra rete udiverse tecnologie, protocolli.. uda queste difficolta di cooperazione è stata sviluppata la tecnologia software/hardware di Internet

17 Internet rete1 rete2 router router CDN

18 Internet uil router della rete1 è in grado di comunicare con tutti i calcolatori della rete usando il protocollo adottato dalla rete1 (lo stesso vale per la rete2) ui due router vengono collegati tra loro con un collegamento diretto (in genere un CDN) ui router sono calcolatori come gli altri, specializzati nella trasmissione dati

19 Internet Quando un calcolatore della rete1 vuole trasmettere dati ad un calcolatore della rete2 allora: Trasmette i dati al router della rete1 secondo le modalità vigenti nella rete1 Il router della rete1 trasmette quei dati al router della rete2 Il router della rete2 trasmette i dati ricevuti al calcolatore di destinazione seguendo il protocollo usato nella rete2

20 Internet rete1 rete2 router CDN router router router CDN rete3 rete4 router router CDN

21 Caratteristiche di Internet uun protocollo universale, TCP/IP, per far dialogare tra loro hardware e sistemi operativi diversi uindipendenza del protocollo dal modo in cui la rete è fisicamente organizzata uil protocollo è di dominio pubblico