Modulo 1: Le I.C.T. UD 1.2a: Analogico/Digitale

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1 Modulo 1: Le I.C.T. : Analogico/Digitale Prof. Alberto Postiglione Corso di Informatica Generale (AA 07-08) Corso di Laurea in Scienze della Comunicazione Università degli Studi di Salerno ANALOGICO e DIGITALE Curtin, 3.4, CR pag. 15 1

2 Informazione in formato Digitale Il computer è un Elaboratore Elettronico DIGITALE Cioè elabora informazioni in formato digitale DIGITALE è uno dei concetti-chiave della società dell informazione Quali sono le caratteristiche delle Informazioni Digitali? E in che rapporto sono con il nostro mondo (che è analogico)? Questa UD e la prossima (Convergenza al digitale) Come è possibile trasformare un messaggio da analogico a digitale (e viceversa)? Le altre UD di questa parte (da 1.2c a 1.2e) L intera parte 3 (UD da 1.3a fino a 1.3g) # 3 Prof Alberto Postiglione Università Salerno Informazione Analogica Il corpo umano è in grado di percepire e interpretare segnali analogici che sono rappresentabili con onde. Quando parliamo, il messaggio è trasportato da onde sonore Quando vediamo, il messaggio è trasportato da onde luminose Le grandezze in natura sono analogiche: Distanza, Temperatura, # 4 Prof Alberto Postiglione Università Salerno 2

3 Informazione Analogica Ogni parte dell onda trasporta informazioni Noi non percepiamo solo i punti iniziali e finali (oppure massimi e minimi) di queste onde, ma anche tutti gli infiniti valori intermedi. # 5 Prof Alberto Postiglione Università Salerno Grandezze Analogiche Le grandezze analogiche presentano un insieme continuo di valori cioe dati due valori (es. A, B) esiste sempre un valore C intermedio fra i due C = (A+B)/2 non esiste una `unità minima'; in una mappa teoricamente perfetta, qualsiasi distanza sul territorio, per quanto piccola, troverebbe una corrispondenza. Le onde analogiche sono molto sensibili alle interferenze # 6 Prof Alberto Postiglione Università Salerno 3

4 Grandezze Analogiche A similarità tra grandezze rappresentate corrisponde similarità tra grandezze rappresentanti. Nell'esempio della mappa, presi due punti qualsiasi sul territorio, la loro distanza è proporzionale a quella tra i punti della mappa che li rappresentano. Dividendo a metà una mappa si ottiene una rappresentazione di metà del territorio. # 7 Prof Alberto Postiglione Università Salerno Informazione Digitale Digitale è il modo con il quale è rappresentata l informazione perché possa essere trattata con le moderne tecnologie dell informazione Le grandezze introdotte dall uomo sono spesso digitali: alfabeto # 8 Prof Alberto Postiglione Università Salerno 4

5 Grandezze Digitali Le grandezze digitali presentano un insieme discreto (finito) di valori, ad esempio gli interi a 3 cifre: 124, 125 E più semplice identificare, senza commettere errore, uno tra un numero finito di valori che non uno tra infiniti. Questo implica che le interferenze influiscono molto meno che non nel caso analogico. La rappresentazione è `discreta' esiste cioè una `unità minima'. # 9 Prof Alberto Postiglione Università Salerno Grandezze Digitali Mancanza di somiglianza tra grandezze vicine tra gli anni "1999" e "2000" c'è tanta distanza quanto tra gli anni "2000" e "2001", ma la prima coppia di simboli differisce completamente, la seconda solo su una cifra. Dividendo un simbolo digitale non si ottengono due simboli digitali Segando a metà una moneta da 100 lire non si ottengono due oggetti dal valore di 50 lire. Tagliando a metà la parola "cane" non si ottiene una parola (p.e. "ca") che denota "la metà di un cane". # 10 Prof Alberto Postiglione Università Salerno 5

6 Informazione Digitale Binaria Un segnale Digitale Binario può assumere solo uno tra due stati, acceso e spento. E ancora più semplice identificare uno tra due valori che non uno tra molti (teoricamente infiniti). Questo implica che le interferenze influiscono ancora meno che non nel caso Digitale non binario. # 11 Prof Alberto Postiglione Università Salerno Esempi Orologio un orologio analogico mostra l'ora attraverso la posizione delle sue lancette, mentre un orologio digitale mostra l'ora attraverso numeri Analogica Lancetta dei minuti si muove con continuità (quasi) Più preciso la valutazione del tempo (quasi) Digitale I minuti mostrati cambiano ogni 60 secondi Più preciso il calcolo delle differenze di tempo # 12 Prof Alberto Postiglione Università Salerno 6

7 Esempi Termometro un termometro analogico mostra la temperatura attraverso l'altezza della colonnina di mercurio, che varia in modo continuo al variare della temperatura un termometro digitale mostra la temperatura attraverso dei numeri su uno schermo, e la temperatura indicata varia in modo discontinuo (il termometro non mostra i valori intermedi fra due misure successive, ad esempio tra 37,5 e 37,6 gradi) Bilancia una bilancia analogica mostra il peso attraverso il movimento dell'ago sul quadrante, una bilancia digitale mostra il peso attraverso numeri # 13 Prof Alberto Postiglione Università Salerno Rappresentazione Analogica vs Digitale La differenza fra analogico e digitale corrisponde alla differenza fra una rappresentazione continua e una rappresentazione discreta di una grandezza Le grandezze digitali sono utilizzate dalle ICT, ma a volte anche in ambito umano una misurazione digitale (effettuata tipicamente tramite attrezzature elettroniche) è da preferire ad una analogica (spesso effettuata da esseri umani) Ad esempio nelle competizioni sportive quando a noi interessa misurare con esattezza i due istanti nei quali sono arrivati al traguardo due atleti, ma non ci interessa conoscere cosa e avvenuto tra questi due istanti! # 14 Prof Alberto Postiglione Università Salerno 7

8 Digitalizzazione di un segnale analogico Il nostro è un mondo ANALOGICO Quello del computer è un mondo DIGITALE Quindi tutti i dati (es musica, film, testo, fotografie, ecc.), per poter essere trattati da un computer, devono essere TRASFORMATI dal formato ANALOGICO a quello DIGITALE Questa operazione è detta DIGITALIZZAZIONE # 15 Prof Alberto Postiglione Università Salerno Digitalizzazione di un segnale analogico Un segnale analogico viene digitalizzato in 2 passi: Campionamento: suddivisione del segnale in parti o intervalli discreti, tutti della stessa grandezza Risoluzione: numero di punti (pixel) in un intervallo di spazio Sampling rate: numero di rilevamenti in un intervallo di tempo Quantizzazione: misurazione del valore del segnale nel singolo sottointervallo e approssimazione del valore dell intero sottointervallo ad un unico valore mediato rappresentativo Il numero dei valori possibili è fissato ed è detto Livello di quantizzazione # 16 Prof Alberto Postiglione Università Salerno 8