Informatica per la comunicazione" - lezione 4 -

Transcript

1 Informatica per la comunicazione" - lezione 4 -

2 Periferiche di input" Le periferiche di input sono quelle che permettono il flusso di informazioni dall esterno verso l interno del computer.!

3 Periferiche di output" Le periferiche di output, viceversa, sono quelle che permettono il flusso di informazioni dall interno verso l esterno del computer.!

4 Avete notato che il Wii controller era in entrambi i gruppi di periferiche? Questo perché esistono periferiche che permettono il flusso di informazione in entrambe le direzioni. Nel caso del Wii controller, esso permette all utente di muovere il cursore nel menu della Wii oppure di controllare il gioco (input), ma, in determinate situazioni di gioco o quando il cursore passa sopra una voce selezionabile del menu, esso vibra, fornendo informazione all utente (output).! Nel seguente lucido il Wii controller è mostrato con altre periferiche che sono sia di input sia di output.!

5 Wii controller (Nintendo)! PS3 Dual Shock controller (Sony)! Touch screen dell iphone (Apple)! Chiavetta USB (Lacie)! Hard Disk esterno (WD)!

6 In particolare, focalizziamoci sulla chiavetta USB e l hard disk esterno!

7 anch essi, come la RAM, sono dispositivi di memoria.!

8 HD" In realtà esiste un altro dispositivo di memoria interno al computer: l hard disk, o hard drive, noto anche come disco fisso o disco rigido, in italiano.!

9 Confrontiamo la RAM con l HD. Hanno caratteristiche complementari che fanno sì che entrambi siano necessari per il buon funzionamento di un computer.! E un dispositivo elettronico fatto di transistor.! E volatile: mantiene il contenuto memorizzato solo mentre è alimentata dall elettricità. Una volta spento il computer, senza elettricità perde il suo contenuto.! E molto veloce e riesce quindi a lavorare in sincronia con la CPU.! E un dispositivo magnetico fatto da dischi e una testina di lettura e scrittura.! Memorizza i dati sotto forma di domini magnetici orientati nei suoi dischi. Come le calamite, essi non si esauriscono mai, e conservano l informazione, anche senza elettricità. E non volatile.! E molto lento, quindi viene usato per conservare l informazione a computer spento o per fare spazio nella RAM.!

10 SSD" Recentemente, in alternativa al classico HD magnetico, viene offerto un nuovo tipo di HD, detto SSD (Solid State Disk), che ha la stessa caratteristica di non volatilità, ma è basato su tecnologia elettronica, quindi senza parti meccaniche (dischi, testine) che possono guastarsi, e più veloce.! Viene da chiedersi perché l SSD non venga proposto come alternativa alla RAM volatile. In realtà, l SSD, come le altre memorie elettroniche non volatili (chiavette USB, schede SD Secure Digital tipiche delle macchine fotografiche digitali), pur essendo più veloci dell HD magnetico, sono comunque molto più lente della RAM, e non riuscirebbero a lavorare in sincronia con la CPU (che arriva a lavorare a frequenze di 3 GHz, ossia a compiere 3 miliardi di operazioni al secondo).!

11 L HD magnetico rimane ancora la soluzione più diffusa per la conservazione di informazione a computer spento, perché decisamente la più conveniente dal punto di vista dei costi. La tecnologia SSD è relativamente nuova, ed ancora molto cara.! Di fatto, l HD è dove tutta l informazione deve essere memorizzata prima dello spegnimento del computer. Quando salvate un documento, ciò che state facendo è ordinarne la memorizzazione nell HD. L HD è l origine dei dati e delle istruzioni che dalla RAM vanno alla CPU. Prima di tutto vengono trasferiti dall HD alla RAM. Questo è quello che succede quando accendete un computer: per un po di tempo dovete attendere perché sta avvenendo questo trasferimento.!

12 Tutti i componenti di un computer sono collegati tra di loro attraverso un canale che trasporta segnali elettrici che rappresentano i dati, le operazioni su tali dati, e i comandi della CPU alle varie parti del computer. Il canale prende il nome di bus. Quando collegate una perifericha al computer (la stampante o una chiavetta USB Universal Serial Bus ), la state in realtà connettendo al bus per renderla parte del sistema.! Bus"

13 Strumenti per elaborare simboli" Non dimentichiamoci che il computer che abbiamo appena smontato è uno strumento per elaborare simboli. Vediamo quali sono i simboli che si possono elaborare per mezzo dei computer.!

14 8" simbolo" simbolo" Ricordo che, in informatica, il termine simbolo ha un significato molto più debole che nella scienza della comunicazione e nelle discipline umanistiche in generale: per simbolo intendiamo un qualunque segno, come ad esempio una cifra, senza alcun significato associato, come succede invece per il leone, a cui associamo per simbolismo il concetto di coraggio.!

15 8" Avere delle semplici cifre su un computer sembra un po limitativo rispetto a quello che solitamente vediamo succedere sui computer intorno a noi.!

16 Jonathan Franzen, ad esempio, ha scritto un intero romanzo sul suo computer.!

17 E, sicuramente, sui computer degli studenti del corso si svolgono almeno queste tre attività: i social network, l ascolto di musica, e la visione di film.!

18 Ragioniamo. Premessa 1: i computer sono basati sul modello di calcolatore proposto da Turing e non sono altro che esecutori automatici di operazioni su simboli. Premessa 2: con i computer scriviamo romanzi, navighiamo nei social network, ascoltiamo musica, guardiamo film.! 8" Conclusione:! scrivere romanzi, navigare nei social network, ascoltare musica, guardare film sono operazioni su simboli.! Il ragionamento non fa una piega, ma la conclusione potrebbe lasciare perplessi.!

19 Per capire meglio la conclusione del ragionamento precedente, occorre fare più chiarezza sul legame che c è tra tutte queste attività e i simboli elaborati da un computer.! 8"

20 codifica" Tale legame è dato da una codifica.!

21 Codifica: corrispondenza biunivoca tra le entità di un particolare dominio e l insieme dei numeri naturali oppure un suo sottoinsieme."

22 Una corrispondenza si dice biunivoca quando ci sono tanti elementi da una parte quanti dall altra, e ogni elemento viene messo in corrispondenza con uno e un sol altro elemento.! Codifica: corrispondenza biunivoca tra le entità di un particolare dominio e l insieme dei numeri naturali oppure un suo sottoinsieme."

23 In una codifica, gli elementi presi in considerazione possono essere di qualunque tipo da una parte! Codifica: corrispondenza biunivoca tra le entità di un particolare dominio e l insieme dei numeri naturali oppure un suo sottoinsieme."

24 ma dall altra gli elementi devono essere dei numeri naturali.! Codifica: corrispondenza biunivoca tra le entità di un particolare dominio e l insieme dei numeri naturali oppure un suo sottoinsieme."

25 In altre parole, una codifica consiste nel far corrispondere a un elemento di nostro interesse uno e un solo numero naturale, come ad esempio avviene per gli studenti universitari, che ricevono un numero naturale che li caratterizza in maniera univoca: la matricola. Questo non vuol dire che lo studente stesso può venire elaborato da un computer, naturalmente, ma che almeno riusciamo a creare un riferimento allo studente che il computer può trattare.! 0" 1" 2" 3"

26 Vediamo come si può creare una codifica per i testi.! 8"

27 La codifica dei testi si basa sulla codifica dei caratteri che li compongono: se ad ogni lettera e ogni segno di punteggiatura faccio corrispondere un numero, ottengo una corrispondenza biunivoca tra lettere e numeri. Perché tale corrispondenza sia utile, deve essere nota e condivisa da tutti coloro che vogliono usare un computer per scambiarsi i testi così codificati. La presente tabella mostra una nota codifica: UTF-8! UTF-8" Universal Character Set Transformation Format 8bit"

28 Per poter essere elaborato da un computer, il testo di Freedom di Franzen deve essere codificato sotto forma di sequenza di numeri. Ciascun numero corrisponde in maniera unica a un carattere del testo.!

29 Vediamo come si può costruire una codifica anche i social network come Facebook.! 8"

30 Ciò che vediamo sul nostro computer di un social network non è altro che un insieme di testi e immagini.!

31 Ci siamo già occupati dei testi, quindi ora concentriamo la nostra attenzione sulle immaigini.!

32 Guardando una foto molto dettagliata di dolci bergamaschi, viene difficile da pensare che ci possa essere una corrispondenza con i numeri naturali.!

33 Guardando un immagine a bassa risoluzione di SuperMario, si può invece intuire come può essere codificata una foto.!

34 pixel: picture element" Nell immagine di SuperMario, si possono riconoscere elementi quadrati di base, caratterizzati dalle posizione che occupano, e dal loro colore: i pixel.!

35 Anche questa foto è fatta di pixel. Semplicemente non li vediamo perché sono troppo piccoli. In questa immagine ce ne sono ben 12 milioni.! pixel (1/ )"

36 La codifica delle immagini si basa sui pixel che la compongono. Come il testo viene considerato come una sequenza di caratteri per essere codificato! così consideriamo una foto come una sequenza di pixel. Se riusciamo a codificare un pixel, possiamo codificare un intera immagine.!

37 0 1 2 codifica della posizione del pixel" Abbiamo detto che la prima caratteristica di un pixel è la sua posizione. Se immaginiamo di inserire l immagine in piano cartesiano, ecco che siamo in grado di individuare la posizione di pixel tramite le sue coordinate numeriche!

38 codifica del colore?" 0 1 2

39 0 1 2 Se immaginiamo di organizzare i colori in una tabella, allo stesso modo dei pixel siamo in grado di associare a ciascun colore un valore numerico, corrispondente alle coordinate del colore nella tabella.!

40 I pixel che compongono SuperMario, quindi, possono venire codificati in base alla loro posizione ed al loro colore, permettendo di esprimere l immagine, una sequenza di pixel, sotto forma di una sequenza di numeri.!

41 Si procede in maniera analoga per la foto da 12 milioni di pixel. Non è affatto un caso che le foto più dettagliate occupino più spazio nel computer: ci sono semplicemente più pixel codificati.!