Codifica dei dati in un computer, Istituto Guastaferro, Presentazione

Codifica dei dati in un computer

ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE - "ANTONIO GUASTAFERRO" Viale dello Sport 60, 63074 San Benedetto del Tronto (AP)Contenuti della presentazione

• Codifica delle informazioni
  • Bit e Byte nelle memorie di un computer

Codifica ASCII, UTF-8 Sistema di numerazione binario

• Rappresentazione di numeri in memoria
• Immagini bitmap e immagini vettoriali
• Rappresentazione di immagini
• Audio

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• Filmati

Codifica

La codifica si riferisce al processo di rappresentare un insieme di dati o informazioni con un insieme specifico di simboli o segnali. Nei computer, questo spesso coinvolge la trasformazione di dati, come caratteri di testo o colori di immagini, in una forma comprensibile e manipolabile dalla macchina. Esempi di codifica: Codifica binaria: fondamento di tutti i calcolatori digitali. Tutti i dati vengono rappresentati da due simboli 0 e 1. Codifica dei caratteri: per rappresentare testo, si utilizza una codifica. Ogni carattere (lettere, numeri o simboli) è associato un valore numerico, come nella famosa codifica ASCII (American Standard Code for Information Interchange) ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE - "ANTONIO GUASTAFERRO" Viale dello Sport 60, 63074 San Benedetto del Tronto (AP)Codifica

• Codifiche immagini e video, utilizzate per ridurre lo spazio di archiviazione
• Codifiche dei programmi: i programmi scritti in linguaggi i programmazione come Python, Java, C++, vengono poi tradotti in codice macchina (binario) utilizzando compilatori o interpreti.
• Codifica crittografica: Questa tecnica viene utilizzata per proteggere i dati sensibili.Ad esempio, l'algoritmo AES (Advanced Encryption Standard) codifica i dati in modo che solo chi possiede la chiave corretta possa decifrarli.

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Cos'è il BIT?

Il termine "bit" sta per binary digit, o cifra binaria, e rappresenta la più piccola unità di informazione binaria. BIT Un bit è un'entità che può assumere due valori che si possono indicare con 0 e 1, e che consente di discriminare tra due diversi stati. Lo stato di un'informazione binaria può essere indicato con un bit: sì o no, bianco o nero, acceso o spento. 0 Con un bit sono possibili 21=2 stati diversi 1 Due bit consentono di indicare uno tra quattro diversi possibili stati, in quanto le possibili combinazioni di due bit sono quattro: 00, 01, 10, 11. 00 01 2=4 10 11 Con tre bit si può indicare uno stato scelto tra otto possibili, e così via: ogni volta che si aumenta di un bit, la quantità di informazioni raddoppia. In generale, n bit consentono di specificare uno stato scelto tra 2n stati. APPROFONDISCI Il bit si indica con il simbolo b. Un Byte è un gruppo di otto bit e si indica con il simbolo B. Con un Byte possiamo indicare uno di 256 possibili stati. ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE - "ANTONIO GUASTAFERRO" (AP)Codifica binaria: Ogni cifra binaria è chiamata "bit" (contrazione di "binary digit"). I bit sono gli elementi di base dell'informazione in un sistema binario. Bit: Come menzionato, il bit è l'unità di base di informazione binaria. Può assumere solo uno dei due valori, 0 o 1. Byte: Un byte è composto da 8 bit. È spesso la più piccola unità di dati che può essere manipolata in molte architetture di computer. Ad esempio, un carattere ASCII è rappresentato da un byte. Rappresentazione Numerica: I numeri possono essere rappresentati in binario attraverso il sistema di numerazione binaria. Ad esempio, il numero decimale 13 è rappresentato come 1101 in binario. La codifica binaria è alla base di tutti i dati digitali nei computer. Tutte le informazioni, dai testi alle immagini e ai video, vengono alla fine convertite in una forma binaria per essere memorizzate e processate dalla macchina. La manipolazione efficiente di questa codifica binaria è fondamentale per il funzionamento dei computer. ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE - "ANTONIO GUASTAFERRO" Viale dello Sport 60, 63074 San Benedetto del Tronto (AP)

Codice dei caratteri: ASCII

Codice dei caratteri: codice ASCII (American Standard Code for Information Interchange) è un set di caratteri che assegna un numero unico a ogni carattere alfanumerico e a una serie di simboli comuni È uno standard di codifica che assegna lettere, numeri e altri caratteri nei 256 slot disponibili nel codice a 8 bit. Ogni carattere è rappresentato da un valore numerico, e ASCII è stato sviluppato per facilitare la comunicazione e lo scambio di informazioni tra computer. Caratteristiche

• 7-bit: ASCII è un codice di carattere a 7 bit, il che significa che ogni carattere è rappresentato da una sequenza di 7 bit (0 o 1).
• 256 caratteri: Ci sono 256 possibili caratteri in ASCII, inclusi lettere maiuscole e minuscole, numeri, segni di punteggiatura e caratteri di controllo.
• Caratteri di controllo: I primi 32 caratteri nella tabella ASCII sono caratteri di controllo e vengono utilizzati per controllare dispositivi come stampanti.

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Codice ASCII

In editor di testi se combinati i ALT+ codice decimale ottenete il carattere azzurro:

032 064 @ 096 128 160 192 224 à 033 ! 065 A 097 a 129 161 i 193 Á 225 á 034 .. 066 B 098 b 130 162 194  226 â 035 # 067 C 099 C 131 f 163 195 227 036 $ 068 D 100 d 132 164 196 Ä 228 037 % 069 E 101 ℮ 133 165 197 Å 229 038 & 070 F 102 f 134 166 198 Æ 230 039 . 071 G 103 g 135 # 167 199 Ç 231 040 ( 072 H 104 h 136 168 200 È 232 è 041 ) 073 I 105 i 137 %. 169 201 É 233 é 042 * 074 J 106 j 138 Š 170 a 202 Ê 234 ê 043 + 075 K 107 k 139 < 171 203 E 235 ë 044 076 L 108 1 140 Œ 172 7 204 Ì 236 045 - 077 M 109 m 141 173 205 Í 237 046 . 078 N 110 n 142 174 ® 206 Î 238 î 047 1 079 0 111 0 143 175 207 Ï 239 ï 048 0 080 P 112 p 144 176 208 Đ 240 049 1 081 Q 113 9 145 177 ± 209 Ñ 241 ñ 050 2 082 R 114 r 146 178 2 210 Ò 242 051 3 083 S 115 5 147 179 3 211 Ó 243 052 4 084 T 116 t 148 180 212 ô 244 053 5 085 U 117 u 149 . 181 213 Õ 245 054 6 086 V 118 V 150 182 214 Ö 246 055 7 087 W 119 W 151 183 215 x 247 056 8 088 × 120 x 152 184 216 Ø 248 0 057 9 089 Y 121 ¥ 153 185 217 Ù 249 Ù 059 091 123 { 155 187 » 219 Û 251 û 060 092 1 124 1 156 œ 188 1/4 220 Ü 252 Ü 061 = 093 ] 125 } 157 189 1/2 221 Ý 253 ý 062 > 094 126 N 158 190 3/4 222 ৳ 254 ৳ 063 ? 095 127 159 Ÿ 191 2 223 B 255 Ö + 058 : 090 Z 122 z 154 Š 186 0 218 Ú 250 ú ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE - "ANTONIO GUASTAFERRO" æ 5 ì Í Esempio da ricordare la combinazione Alt+0200 ---- > È

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Codifica delle immagini

Codifica delle immagini: La codifica delle immagini nei calcolatori coinvolge la rappresentazione di informazioni visive sotto forma di dati binari. Ci sono diversi formati di file immagine e tecniche di compressione utilizzati per conservare e trasmettere queste informazioni. Pixel: Un'immagine digitale è composta da una griglia di elementi chiamati pixel (picture elements). Ogni pixel rappresenta un singolo punto nell'immagine e può contenere informazioni sul colore e sulla luminosità. Profondità di Colore (Bit per Pixel): La profondità di colore di un'immagine determina quanti bit sono utilizzati per rappresentare il colore di ciascun pixel. Ad esempio, un'immagine con una profondità di colore di 8 bit per pixel può rappresentare 2^8 (256) colori diversi. Formati di File Immagine Ci sono vari formati di file immagine, tra cui JPEG, PNG, GIF, BMP, e altri. Ogni formato ha le proprie caratteristiche e scopi. Ad esempio, JPEG è spesso utilizzato per immagini fotografiche a colori, mentre PNG è utilizzato per immagini con trasparenza. Compressione La maggior parte delle immagini digitali è compressa per ridurre le dimensioni del file e facilitare la memorizzazione e la trasmissione. Ci sono due tipi principali di compressione: la compressione lossless e la compressione lossy. La compressione lossless conserva tutti i dati originali, mentre la compressione lossy elimina alcune informazioni, spesso impercettibili all'occhio umano, per ridurre le dimensioni del file. Risoluzione dell'Immagine : La risoluzione di un'immagine indica il numero di pixel in larghezza e altezza. Un'immagine ad alta risoluzione avrà più dettagli, ma potrebbe richiedere più spazio di archiviazione. Modelli di Colore: Esistono diversi modelli di colore utilizzati per rappresentare i colori nelle immagini digitali, come RGB (Rosso, Verde, Blu) e CMYK (Ciano, Magenta, Giallo, Nero). ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE - "ANTONIO GUASTAFERRO" Viale dello Sport 60, 63074 San Benedetto del Tronto (AP)

Bit per pixel

1 2 4 8 16 32 64 BIT BIT BIT BIT BIT BIT BIT64 8 BITS BITS 16 BITS 2 BITS

Codifica video

Codifica video coinvolge la rappresentazione di sequenze di immagini in movimento in modo da poter essere memorizzate, trasmesse e riprodotte in modo efficiente. Fotogramma (Frame): Un fotogramma è un singolo quadro o immagine in una sequenza video. La frequenza dei fotogrammi (misurata in fotogrammi al secondo, fps) determina la fluidità della riproduzione. Video comuni hanno frequenze di fotogrammi tra 24 e 30 fps. Codec Video: Un codec (codificatore-decodificatore) è un software o un dispositivo hardware che comprime e decomprime i dati video. Ci sono vari codec video, tra cui H.264, H.265 (HEVC), VP9, AV1 e molti altri. Ogni codec ha i propri algoritmi di compressione e decompressione. Bitrate: Il bitrate rappresenta il numero di bit trasmessi o elaborati per unità di tempo. Nei video, il bitrate è spesso espresso in kilobit al secondo (Kbps) o megabit al secondo (Mbps). Un bitrate più elevato generalmente corrisponde a una migliore qualità video, ma richiede più larghezza di banda. Compressione Video: La compressione video riduce la dimensione del file riducendo la quantità di dati necessaria per rappresentare ciascun fotogramma. La compressione può essere lossless (senza perdita) o lossy (con perdita). La maggior parte dei codec video utilizzati, come H.264, impiega la compressione lossy. Risoluzione Video: La risoluzione di un video è misurata in pixel in larghezza per pixel in altezza (ad esempio, 1920x1080 per un video Full HD). Risoluzioni più elevate corrispondono a una maggiore nitidezza, ma richiedono più spazio di archiviazione e larghezza di banda. ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE - "ANTONIO GUASTAFERRO" Viale dello Sport 60, 63074 San Benedetto del Tronto (AP)