Misure informatiche

Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Unità di Misura nel Mondo dei
Calcolatori
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
1
Unità di Misura
Kg (peso) - Km (distanza) - s (tempo)
@ Anche in informatica esistono delle unità di
misura che quantificano e misurano eventi e
particolari operazioni
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
2
1
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Unità di Misura
ØByte
- capacità di memorizzare dati
ØBaud/bps
- velocità di trasmissione dati
ØHertz
- velocità nell’elaborare dati
ØDPI
- risoluzione di stampa
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
3
Notazione Binaria (I)
Ø I calcolatori sono detti digitali perché manipolano
informazioni in forma numerica (digit = cifra)
Ø I computer non usano la notazione in base 10 (quella
che usa 10 cifre: 0,····,9).
Non è: economica, efficiente, affidabile.
Perché gli uomini usano la notazione decimale?
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
4
2
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Notazione Binaria (II)
Ø Il computer manipola informazioni in forma binaria
(riconducibile a sequenze di 0 ed 1)
Si - No, Vero - Falso, 0 - 1, Acceso - Spento
@ Manipolare informazioni in forma binaria è facilmente
implementabile tramite circuiti e assenza/presenza di
corrente.
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
5
Il bit (I)
ØIl minimo numero di simboli per rappresentare
“informazione” è due.
l = donna m = uomo
ØCon un solo simbolo non è possibile
decodificare l’informazione
ll = donna l = uomo
lll =
donna uomo
uomo donna
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
????
6
3
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Il bit (II)
@ bit unità minima d’informazione
(BInary digiT)
Ø Si concatenano più simboli per rappresentare
informazione più complessa.
ml = donna
ll = bambino
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
lm = uomo
mm = bambina
Prof. Carlo Blundo
7
Il Byte (I)
@ Byte: multiplo del bit, è costituito da 8 bit
– Indica la “capacità” di rappresentare
informazione (quantità d’informazione
rappresentabile).
– Con un byte si possono rappresentare 256
simboli differenti. Si usano sequenze da
00000000 a 11111111
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
8
4
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Il Byte (II)
ØIn generale con sequenze di k bit si possono
rappresentare 2k simboli (28=256).
k=1 à 0, 1 <> k=2 à 00, 01, 10, 11
ØPassando da sequenze di k-1 bit a sequenze di k
bit i simboli raddoppiano, basta anteporre 0 ed 1 a
tutte le sequenze di k-1bit.
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
9
Perché un byte = 8 bit? (I)
Dobbiamo rappresentare i simboli usati nel
nostro linguaggio:
Ø 52 lettere tra maiuscole e minuscole
Ø 10 cifre - 6 tipi di parentesi () [] {}
Ø 6 simboli di punteggiatura
Ø 7 simboli matematici + * / - > < =
Ø meno di altri 47 simboli …. @ _ \ ^ ….
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
10
5
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Perché un byte = 8 bit? (II)
Dobbiamo rappresentare meno di 128 simboli ma
più di 64. Sono sufficienti 7 bit (27=128).
Ne usiamo 8 per rappresentare lettere usate in
“casi particolari”
Es. è é à ù ì ñ ð æ ã ÿ ë . . .
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
11
La Codifica dei Dati
Ad ogni carattere (simbolo) dobbiamo assegnare una
sequenza binaria.
L’assegnazione simbolo ↔ sequenza binaria dipende
dal codice utilizzato
• ASCII
• EBCDIC
• UNICODE
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
12
6
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Codice ASCII
@ ASCII: American Standard Code for
Information Interchange
– ASCII standard: rappresenta 128 simboli (7 bit)
A ↔ 65 ↔ 01000001
– ASCII esteso: rappresenta 256 simboli (8 bit)
£ ↔ 163 ↔ 10100011
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
13
Codice EBCDIC
@ EBCDIC: Extended Binary Coded
Decimal Interchange Code
Ideato dall’IBM utilizzato in main-frame
I caratteri sono rappresentati da 8 bit
A ↔ 41 ↔ 0011.1001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
14
7
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Codice UNICODE
@ UNICODE: UNIversal CODE
Gestisce 34168 caratteri.
Serve a rappresentare parole scritte in lingue
quali: Ebraico, Cinese, Giapponese, Russo, ….
I caratteri sono rappresentati da 16 bit
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
15
Multipli del Byte
ØQuantificano la capacità di “memoria”, di
rappresentare informazione, di memorizzare ed
archiviare informazioni.
Per passare da un’unità di misura alla
successiva bisogna moltiplicare per 1024
1024 = 210
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
16
8
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Kilobyte - KB
@ 1 KB = 1024 Byte = 210 Byte
Megabyte - MB
@ 1 MB = 1024 KB = 1024 x 1024 Byte
= 1.048.576 Byte
= 220 Byte
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
17
Altri Multipli
Ø Gigabyte - Gb
F 1024 Mb = 230 byte ≈ 1 miliardo di byte
Ø Terabyte - Tb
F 1024 Gb = 240 byte ≈ 1000 miliardi di byte
Ø Petabyte - Pb
F1024 Tb = 250 byte ≈ 1 milione di miliardi di byte
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
18
9
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
“Velocità” dei Computer
processore
CU
Esegue istruzioni
(+, -, sposta, …)
ALU
MIPS: Milioni di Istruzioni Per Secondo
Indica il numero di istruzioni eseguite in
un secondo da un microprocessore
“Velocità” assoluta anche se non considera I/O
19/03/02
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Elabora dati
Prof. Carlo Blundo
19
Legge di Joy
@ I MIPS possono essere utilizzati per
confrontare le prestazioni di processori diversi.
MIPS = 2(anno-1984)
Il “rendimento” dei microprocessori è andato
molto vicino alle previsioni di Joy
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
20
10
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Hertz - Hz (I)
Ÿ Deriva da Henrich Rudolf Hertz, fisico tedesco
che alla fine del 1800 produsse delle onde
elettromagnetiche con un oscilloscopio.
@ 1Hz = Unità di misura che corrisponde ad
1 oscillazione al secondo
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
21
Hertz - Hz (II)
ØMisura la velocità con cui è eseguita
un’operazione.
1
1
Televisori a 50Hz oppure a 100Hz
Clock del computer
ØClock: Orologio interno al computer, serve a
sincronizzare le sue componenti. Stabilisce la
velocità con cui sono eseguite le istruzioni.
• Metronomo: tutti i musicisti tengono il tempo.
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
22
11
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Hertz - Hz (III)
ØNel computer non esiste un pendolo che oscilla
ma un quarzo che quando è sollecitato
elettricamente compie milioni di oscillazioni al
secondo.
Megahertz (MHz) = 1.000.000 Hz
ØMisura relativa, ma è la più diffusa.
FUn’istruzione è eseguita in più cicli.
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
23
Confronto tra processori (I)
ØPossiamo usare la velocità del clock per
confrontare solo processori della stessa famiglia.
FUn Pentium III a 450MHz è più “lento” di un Pentium III a
500MHz.
FNon è detto che un Pentium IV a 2 GHz esegua
un’operazione più fvelocemente di un AMD Athlon a 1.5 GHz.
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
24
12
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Confronto tra processori (II)
ØLa velocità di un PC dipende dall’architettura
interna (bus a 8,16,32 bit) e dalla velocità di
trasferimento
dati
dalla
memoria
al
microprocessore.
ØUn’istruzione impiega più cicli per poter essere
eseguita. Questo numero cambia da tipo di
processore a tipo di processore
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
25
bit per secondo - bps
@ bps: Indica la velocità di trasmissione dati di
un computer.
Ø kilobit per secondo (Kbps), 103 bps
Ø megabit per secondo (Mbps), 106 bps
Ø gigabit per secondo (Gbps), 109 bps
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
26
13
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Baud - Bd
F Deriva dall’ingegnere francese Jean Baudot che
inventò il telegrafo verso la metà del secolo scorso.
@ Numero dei cambiamenti di stato (impulsi) di un
segnale in un secondo.
@Indica la velocità del modem
@ Il numero di bit effettivamente scambiati in un
secondo dipende dalla tecnica utilizzata per
scambiare dati (modulazione di ampiezza,
frequenza, fase).
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
27
Dots per Inch - DPI
@ Indica la definizione o risoluzione di un’immagine
@Un’immagine digitale è rappresentata da una griglia di
punti
@Ad ogni punto è assegnato un colore
@La risoluzione di un’immagine è il numero di punti
contenuti in una linea di 2.54 cm
@Misura la qualità dell’immagine
@Più alta è la risoluzione migliore è la qualità dell’immagine e
maggiore è il numero di byte necessari a memorizzarla
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
28
14
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Risoluzione di stampanti e
scanner
Ø I DPI sono usati per misurare la risoluzione di
dispositivi di input e output
Fstampanti, macchine fotografiche digitali, scanner, monitor
Ø La risoluzione di una stampante indica il numero di
punti che si possono stampare in un quadrato di 2.54
cm di lato.
FUna stampante con risoluzione di 300DPI è in grado di
stampare 90.000 punti in 6.4516 cm2
Ø La risoluzione di uno scanner indica il numero di punti
in cui verrà fotografata l’immagine in una linea di 2.54
cm
Prof. Carlo Blundo
FRisoluzione orizzontale
e verticale (es. 600x600 DPI)
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
19/03/02
29
Esempio di risoluzione
1 Inch
1”
1 Inch
8x11
19/03/02
26x32
Prof. Carlo Blundo
30
15
Fondamenti dell’Informatica A.A. 2000-2001
Risoluzione di un monitor
Ø La risoluzione di un monitor è misurata in maniera
differente dalla risoluzione di stampa.
Ø Tiene in considerazione la grandezza del monitor (15”,
17”, 19”, 21”) e del numero di pixel gestibile dal
monitor e dalla scheda grafica.
FGrandezza del monitor misurata dalla lunghezza della
diagonale
FEsempi di risoluzione (800x600, 1024x768)
19/03/02
Prof. Carlo Blundo
31
16