CODIFICA DATI/ISTRUZIONI

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CODIFICA DATI/ISTRUZIONI

• Nel calcolatore tutta linformazione e
  codificata in binario (sequenza di 0,1)
• Perche il calcolatore e formato da componenti
  BISTABILI
• - elettronici (alta/bassa tensione elettr.)
• - magnetici (differente stato di
  
  polarizzazione magnetica)
• - ottici (alternanza luce/buio)
• 2 STATI FISICI (possibili, nitidi e sicuri)
  che vengono RAPPRESENTATI (denotati) con 0 e 1
  che sono anche le cifre del sistema binario
• (BIT BINARY DIGIT )

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CODIFICA DATI/ISTRUZIONI

• CODIFICA BINARIA corrisponde ad un FENOMENO
  FISICO che puo essere osservato in 2 stati
• La limitazione a soli 2 stati e nata da
  motivazioni tecnologiche
• (minori probabilita di guasti e di errori)
• Codifica binaria da NECESSITA ad
  OPPORTUNITA per la standardizzazione della
  rappresentazione di tutte le informazioni

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CODIFICA DEI CARATTERI

• Perche???
• 1. INFORMAZIONE
• (alfabeto)
• 2. ISTRUZIONI (CODICE OPERATIVO)
• 3. ISTRUZIONI DI STAMPA

DATO NUMERICO DATO ALFANUMERICO
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CODIFICA DEI CARATTERI 3 CATEGORIE DI CARATTERI

• CARATTERE ALFANUMERICO
• (A,B,C,.....Z
• a,b,c,.....z
• 0,1,......9)
• SEGNI di punteggiatura o aritmetici
• ( , / - . .........)
• CARATTERI DI COMANDO
• codici per la trasmissione
• codici per il controllo della stampante

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CODIFICA DEI CARATTERI

• PATTERNS OF BITS
• UTILIZZA UNA STRINGA/SEQUENZA DI BIT
• E UNA CONVENZIONE TRA PRODUTTORI che determina
• la compatibilita tra macchine
• la necessita o non di conversioni (la
  trascodifica dei dati)

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CODIFICA DEI CARATTERI

• IL NUMERO DEI CARATTERI RAPPRESENTABILI
  DIPENDE DAL NUMERO DEI BIT UTILIZZATI
• con 6 bit set di 64 caratteri
• con 7 bit set di 128 caratteri
• con 8 bit set di 256 caratteri
• con 16 bit set di 65.536 caratteri
• Per rappresentare il ns alfabeto occorrono almeno
  7 bit (128 configurazioni)

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Le convenzioni per i caratteri

• La convenzione deve essere accettata da tutti gli
  utilizzatori
• A livello internazionale sono stati definiti
  degli standard
• La situazione degli standard di codifica è la
  seguente

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CODIFICA DEI CARATTERIcodifiche in disuso

• a 6 BIT (64 caratteri)
• 26 lettere dellalfabeto 10 cifre decimali 28
  segni e caratteri speciali (limitata le sole
  lettere dellalfabeto sono 52)
• B.C.D. per carattere
• (alcune macchine IBM)
• CODICE FIELDDATA
• (macchine UNIVAC)

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CODIFICA DEI CARATTERI

• CODIFICHE IN USO A 8 BIT
• ASCII (American Standard Code for Information
  Interchange )
• STANDARD (128 caratteri)
• utilizza 7 bit, ma 1 bit ignorato o di parita
  nelle trasmissioni dei dati utilizzata da tutti
  i produttori di tutti i paesi
• ASCII ESTESO (256 caratteri) NON STANDARD
• E.B.C.D.I.C. no PC
• (mondo IBM mini/mainframe - AS400)

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CODIFICA DEI CARATTERIEsempio CODIFICA ASCII
simbolo ASCII (code) 0
00110000 (48) 1 00110001
(49) 2 00110010 (50) 3
00110011 (51) .....................
......................... A 01000001
(65) B 01000010 (66) a
01100001 (97)

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CODIFICA DEI CARATTERI

• CODIFICHE più RECENTI
• Poiche 256 caratteri sono insufficienti per
  rappresentare i simboli dellalfabeto di altre
  lingue, occorrono 16 BIT
• UNICODE ? codifica a 16 bit ? 65.536 caratteri
  ? Nuovo standard

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Codifica dei NUMERI IN ASCII

• Ogni cifra numerica può essere codificata con il
  corrispondente carattere ASCII
• ES 1951 ? 00110001 00111001
  00110101 00110001
• Spreca spazio (non è efficiente)
• Non è elaborabile numericamente

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CODIFICA dei NUMERI

• NUMERI codificati con il SISTEMA DI NUMERAZIONE
  BINARIO (partendo dal presupposto che qualsiasi
  numero decimale può essere facilmente convertito
  in numero binario)
• La codifica binaria NON COSTITUISCE UN LIMITE
  allINSIEME DEI NUMERI RAPPRESENTABILI
• IL NUMERO MASSIMO rappresentabile viene dato dal
  N.RO dei BIT a disposizione
• Con N bit si possono codificare numeri naturali
  compresi tra 0 lt-gt ((2N) - 1)

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Codifica dei numeri - NATURALI

• BIT INTERVALLO NUMERICO
• 2 0 - 3
• 4 0 - 15
• 8 (1 byte ) 0 - 255
• 12 0 -
  4.095
• 16 (2 byte ) 0 - 65.535
• 24 (3 byte ) 0 - 16.777.215
• 32 (4 byte ) 0 - 4.294.967.295
• BYTE unità generalmente trattata (vedi es.xls)

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Codifica dei NUMERI NATURALI

• Il numero piu grande rappresentab. e 2n -
  1 dove n indica il n.ro di bit disponibili
• Nel computer non esiste il - infinito e il
  infinito.
• ESISTE UN NUMERO MINIMO ED UN NUMERO MASSIMO che
  dipende dal n.ro dei bit disponibili
• Nel momento in cui si fissa il n.ro di bit
  destinati a rappresentare un numero,
  automaticamente si fissa anche il n.ro massimo
  gestibile
• Oltre si va in overflow (travaso) errore!

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Codifica dei NUMERI INTERI (positivi e
negativi)

• Numeri rappresentabili SEMPRE (quale sia la
  tecnica adottata)
• da -2(n-1) a 2(n-1)-1
• Con 1 byte (8 BIT)
• naturali 0 - 255
• interi da -128 a 127
• 1 tecnica con 1 BIT PER IL SEGNO
• 0 per i positivi
• 1 per i negativi
• I restanti 7 bit per il NUMERO
• Es.xls rappresentazione numeri
  

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Codifica dei numeri INTERI

• Binario con bit di segno è facile da leggere
• Poco efficiente 2 rappresentazioni per lo zero
  zero positivo e zero negativo, ma soprattutto NON
  E ELABORABILE CON FACILITA
• 2 tecnica COMPLEMENTO A 2

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NUMERI negativi COMPLEMENTO a 2

• LUCIDI BENTIVOGLIO pagg. 63 -77

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RAPPRESENTAZ. NUMERI FRAZIONARI / REALI

• VIRGOLA FISSA (FIXED POINT)
• 0,00367

• VIRGOLA MOBILE
• (FLOATING POINT)
• 367 x 10 -5
• 367 E -5
• notazione scientifica
• formato esponenzial

mantissa
esponente
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RAPPRESENTAZ. NUMERI FRAZIONARI / REALI

• Con pochi simboli consente di rappresentare
  numeri molto grandi e numeri molto piccoli
• 7.670.000.000 767 E 7
• 0,000001465 1465 E -9
• FLOATING sia in DECIMALE che in BINARIO OCCUPA
  MENO BIT

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RAPPRESENTAZ. NUMERI FRAZIONARI / REALI

• numero 12.000.000.000.000
• VIRGOLA FISSA richiede almeno 44 bits (6 byte)
• 243 8.796.093.022.208
• 244 17.592.186.044.416
• VIRGOLA MOBILE 12 E 12

S MANTISSA S ESPONENTE
1 4 1 4 10
bits (2 byte)
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FLOATING POINT

• LA PRECISIONE DEL NUMERO DIPENDE DAL NUMERO DI
  BITS destinati alla MANTISSA
• es 12.300.000.000.000
• 0,123 E 14
• con 8 bit mantissa 123
• con 6 bit mantissa 12 (26 0 - 63)

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FLOATING POINT

• LA DIMENSIONE DEL NUMERO (n.ro MAX E MIN) dipende
  dal NUMERO DI BITS RISERVATI ALLESPONENTE Es a
  parita di mantissa
• 123 E 15 123.000.000.000.000.000
• 123 E 18 12.300.000.000.000.000.000

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VIRGOLA FISSA / MOBILE

• VIRGOLA FISSA NEL GESTIONALE dove e importante
  la precisione e non la dimensione dei numeri
• VIRGOLA MOBILE NELLO SCIENTIFICO dove e
  importante poter trattare n.ro molto grandi o
  molto piccoli

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FLOATING POINT

• SHORT REAL (SINGOLA PRECISIONE) 32 BITS
• 1 per il segno, 23 per la mantissa, 8 per
  lesponente
• da 10-38 a 10 38
• LONG REAL (DOPPIA PRECISIONE)
• 64 BITS (51 per mantissa)
• da 10-308 a 10308

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CODIFICHE DEI NUMERI

• NUMERO MINIMO E NUMERO MAX RAPPRESENTABILE dal
  computer ?

dipende
- codifica adottata - modalita di
rappresentazione (fissa/mobile) - n.ro byte che
il linguaggio di programmazione usa (FISSO /
VARIABILE ) es BASIC st. (2 byte)
COBOL
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COSA RAPPRESENTA IL BYTE 01000001 ???

• se BINARIO PURO
• con 1 byte 65 decimale
• parte di 1 o byte ????
• se B.C.D. 0100 4
• 0001 1
• 41 decimale

28
COSA RAPPRESENTA IL BYTE 01000001 ???

• se ASCII A
• se EBCDIC L
• se ISTRUZIONE MACCHINA
• se INDIRIZZO CELLA di MEMORIA ..............
  

add ???
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COSA RAPPRESENTA IL BYTE 01000001 ???

• se NUMERO REALE / FLOAT
• mantissa o parte della mantissa
  oppure
• tutto (o parte) esponente
• se IMMAGINE .............
• se SUONO...(formato .WAY?)

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DA CHI DIPENDE LINTERPRETAZIONE ???
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DAL SOFTWARE !!!!

LINGUAGGIO NATURALE
LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE
000111 001100
LINGUAGGIO MACCHINA
TRADUTTORI
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CODIFICA ESADECIMALE

• CODIFICA A BASE 16 CHE SERVE SOLO PER
  SEMPLIFICARE LA RAPPRESENTAZIONE DEI BYTE IN
  BINARIO
• NON VIENE USATA DAL COMPUTER MA DALL UOMO PER
  COMODITA DI RAPPRESENTAZIONE

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CODIFICA ESADECIMALE

• 0000 0
• 0001 1
• 0010 2
• 0011 3
• 0100 4

• 0101 5 1010 A
• 0110 6 1011 B
• 0111 7 1100 C
• 1000 8 1101 D
• 1001 9 1110 E
• 1111 F

ALLORA OGNI BYTE POTRA ESSERE DIVISO IN SEMIBYTE
IL QUALE POTRA ESSERE TRASFORMATO IN HEX
10011100 9C 10001111 8F
H
H