il mondo digitale - Liceo Linguistico "A.MANZONI"

IL MONDO DIGITALE
La rivoluzione digitale
Sistema binario
Le immagini diventano numeri
Dal testo ai numeri e viceversa
E i suoni ?
Anche il video diventa digitale
La rivoluzione digitale
Musica digitale, cinema e televisione digitali, macchine fotografiche, cineprese, registratori digitali, cellulari, computer e
reti. La maggior parte delle persone è "consumatore" di questi oggetti, ma magari è incompetente. Siamo dentro la
RIVOLUZIONE DIGITALE e cioè, un modo nuovo di produrre, elaborare, raccogliere, scambiare informazione! Questa
rivoluzione porta con se conseguenze culturali, sociali, politiche ed economiche di immenso rilievo. La capacità di
sfruttare al meglio le sorprendenti opportunità offerte in molti settori delle nuove tecnologie dipende da una diffusione
ampia e capillare delle relative competenze, o almeno da una comprensione di base delle caratteristiche e delle
potenzialità degli strumenti che si usano.
Alfabetizzazione informatica:
- capacità pratica e operativa di usare i nuovi strumenti che abbiamo a disposizione
- comprensione delle caratteristiche fondamentali degli strumenti che si stanno usando
delle loro potenzialità
dei cambiamenti culturali e sociali che il loro impiego e la loro diffusione contribuiscono ad influenzare.
Questa parte si dedicherà:
- alla comprensione astratta delle caratteristiche e del funzionamento del computer
- a comprendere e valutare le caratteristiche sociali e culturali dei fenomeni come la diffusione di strumenti
multimediali e l'espansione di Internet.
Per capire il mondo che ci circonda due sono i concetti da assimilare:
1. l'informazione in formato digitale
2. la convergenza al digitale
Informazione in formato digitale: è quella che può essere manipolata da un computer.
Informatica: informazione automatica.
Informazione:
- l'azione di comunicare una notizia
- il contenuto della comunicazione:
a. aspetto materiale: successione di caratteri
b. aspetto significativo
- caratteristiche del mezzo di comunicazione usato.
Informazione: aumento delle conoscenze.
Digitale -> digit -> cifra o numero (o formato numerico)§
Perché la traduzione in formato numerico è tanto importante? Come avviene la conversione? Perchè vogliamo
convertire l'informazione?
Esempio1
Non ricordo se uscendo, ho inserito l'impianto di allarme in casa. L'informazione è lo STATO dell'allarme
(acceso/spento). La scelta è binaria. Un interruttore rappresenta lo stato in cui si trova l'allarme e permette di cambiare
di stato. Abbiamo lo stato di acceso (1) o di spento (0) che implicano una codifica numerica (digitale) dell'informazione.
Esempio2
Cercare il numero di telefono di Marta, un'amica di Roma.
06........
Componiamo tutte le combinazioni possibili? L'informazione è una tra le diverse alternative (e questa volta le
alternative sono molte di più rispetto all'esempio1).
Esempio3
Schema di parole crociate. Quesito: "l'autore di Ossi di Seppia". Sappiamo che è lungo 7 caratteri. Le alternative
possibili sono aaaaaaa...zzzzzzz L'informazione è una tra le possibili alternative. Se sappiamo che la prima è M e
l'ultima è E, allora diminuiscono le possibilità.
Esempio1: dati binari
Esempio2: dati numerici
Esempio3: dati testuali
Dal testo ai numeri e viceversa
8 bit formano un byte.
1 byte può contenere un carattere
per esempio: 01010000 -->P
esiste una tabella di conversione:
TABELLA DEL CODICE ASCII (American Standard Code for Information Interchange)
I primi 32 caratteri ASCII sono di controllo.
Per i caratteri estesi usata da Windows98 versione italiana segue la seguente tabella.
I caratteri si ottengono tenendo premuto il tasto Alt e digitando col tastierino numerico il codice decimale
corrispondente
Questo codice sfrutta 8 bit infatti ci sono 2^8 caratteri codificati cioè 256 quindi i 128 caratteri precedenti più
questi ultimi. Tali caratteri riescono a rappresentare gli alfabeti ISO (International Organization for
Standartdization: 130 paesi, nata nel 1947 per allineare gli standard delle attività intellettuali, scientifiche,
economiche e tecnologiche. vedi www.iso.ch) LATIN1 (che è l'alfabeto europeo più importante).
Si sta costruendo una tabella a 16 bit (65.536 combinazioni) chiamata UNICODE che sarà uno standard non solo
per l'informatica ma anche linguistico.
Byte: unità di misura dell'informazione.
Può rappresentare uno qualunque tre 256 combinazioni diverse di zeri e uni.
1 byte = 8 bit
1 kb = 1 kilobyte = 1.024 byte
1 Mb = 1 megabyte = 1.024 kilobyte = 1.024 * 1.024 byte = 1.048.576 byte (poco più di un milione)
1 Gb = 1 gigabyte = 1.024 megabyte = 1.024 * 1.024 * 1.024 = 1.073.741.824 byte (poco + di 1 miliardo)
1 Tb = 1 terabyte = 1.024 gigabyte = 1.024 * 1.024 * 1.024 * 1.024 = 1.099.511.627.776 byte ("poco" + di 1000
miliardi)
Sistema Binario
bit binary digit (cifra binaria): quantità di informazione fornita dalla scelta tra due alternative.
La rappresentazione digitale dell'informazione si basa sui bit, quindi in forma numerica sulla base di una codifica
binaria.
decimale
binario
decimale
binario
decimale
binario
decimale
binario
0
1
2
3
0000
0001
0010
0011
4
5
6
7
0100
0101
0110
0111
8
9
10
11
1000
1001
1010
1011
12
13
14
15
1100
1101
1110
1111
Dai numeri in formato decimale alla codifica binaria e viceversa, si passa con due algoritmi....
E i suoni?
Si parte dall'onda sonora.
Si esegue un campionamento (processo di segmentazione).
Si rappresenta un'onda attraverso una funzione.
Si segmenta la funzione in regioni piccole, fino ad arrivare ai punti.
Ogni punto è identificato da dei valori sul piano cartesiano.
Si rappresentano in codifica binaria.
La digitalizzazione sonora dipende da tre fattori:
1. la codifica binaria
2. lo spettro delle frequenze (quanto è esteso lo spettro delle frequenze considerato)
3. la frequenza di campionatura (quanto è accurata la segmentazione della funzione d'onda e da quanto è fitta la
nostra griglia)
Per il suono stereofonico: si considerano separate le onde sonore dei due canali degli altoparlanti.
La qualità dei suoni è molto alta (vedere, anzi sentire un CD audio) e la riproducibilità perfetta.
Le immagini diventano numeri
Come la mettiamo con le infinite differenze e sfumature di un'immagine (o di un suono)?
L'immagine è scomposta in tanti "pixel" (picture elements) puntini. La griglia dei pixel è talmente fitta da darci
un'impressione di continuità. A parità di immagine, più fitta è la griglia, migliore sarà l'illusione di un'immagine continua.
Ora bisogna inserire la codifica numerica. Esiste una tavola di corrispondenza che fa appunto corrispondere i numeri a
colori diversi, o a sfumature diverse di colore: PALETTE (RGB Red - Green - Blue).
I primi PC utilizzavano la modalità testuale: 80 colonne, 25 righe (oppure 60): 80x60=4.800 pixel x 2 colori (B/N).
QUindi 4.800 bit per un'immagine in B/N e poco definita. Oggi lo standard è: 800 colonne x 600 righe x 24 bit (per oltre
16 milioni di sfumature di colori) per un totale di 11.520.000 bit (1.440.000 byte). Ma si fa molto di più.
Esistono sottosistemi interamente dedicati alla gestione della grafica con memoria indipendente. Esistono tecniche di
compressione che riducono il numero di bit necessari alla rappresentazione di un'immagine.
Anche il video diventa digitale
Un filmato è una successione di fotogrammi. Un fotogramma corrisponde ad un'immagine statica ed è accompagnato
da una banda sonora.
I bit di rappresentazione sono tantissimi e dipendono da:
- lunghezza del filmato
- risoluzione grafica per ogni singolo fotogramma
- l'ampiezza della palette di colori utilizzata
- il numero di fotogrammi per secondo (detto frame)
- la qualità del suono (frequenza di campionatura)
Servono:
- tanti bit per rappresentare le informazioni
- delle buone tecniche di compressione
- maggior velocità di elaborazione dei PC
La TV digitale è il full-motion video digitale.