Comunicazione e Internet

Per progettare e realizzare una base di dati, che possa soddisfare le esigenze

dell'utente, è necessario tener conto dei seguenti punti:

metodi di progettazione per basi di dati;

 linguaggi per basi di dati;

 sistemi di gestione delle basi di dati.



I metodi di progettazione hanno l'obiettivo di definire lo schema di una base di dati, a

partire dalle specifiche dell'utente. Tale progettazione si divide in tre fasi:

1. Progettazione concettuale. Il suo scopo è costruire e definire una

rappresentazione corretta e completa della realtà di interesse. L'input di questa

fase è il documento delle specifiche formali. L'output è uno schema

concettuale, cioè una rappresentazione astratta e il più possibile formale della

realtà: un esempio di output è il diagramma ER.

2. Progettazione logica. il suo scopo è quello di trasformare questa

rappresentazione ancora astratta in uno schema logico ovvero in una

rappresentazione efficiente rispetto alle strutture di un DBMS: un esempio è

una descrizione relazionale tramite tabelle del diagramma ER. L'input di questa

fase è il diagramma ER e l'output è uno schema logico riassumibile con

relazioni rappresentate tramite tabella.

3. Progettazione fisica. Il suo scopo è quello di implementare lo schema logico

definendo tutti gli aspetti fisici di memorizzazione e rappresentazione in

memoria di massa. L'input di questa fase sono le tabelle derivanti dalla

progettazione logica, l'output è l'implementazione in memoria di massa di tali

tabelle.

Per creare le basi di dati, per effettuare interrogazioni e per modificare sia gli schemi

sia le istanze di una base di dati vengono utilizzati dei linguaggi in particolare:

il DDL (DATA DEFINITION LANGUAGE - LINGUAGGIO DI DEFINIZIONE DEI

 DATI) è il linguaggio utilizzato per la descrizione dei dati, delle tabelle e delle

interfacce utente. Rappresenta il mezzo con il quale l'utente costruisce la

struttura fisica del database partendo dallo schema logico;

il DMCL (DEVICE MEDIA CONTROL LANGUAGE - LINGUAGGIO DI

 CONTROLLO DEI SUPPORTI DI MEMORIZZAZIONE DEI DATI) è lo strumento

che permette alla struttura fisica del database di far riferimento alle particolari

unità di memoria di massa utilizzate dal sistema;

il DML (DATA MANIPULATION LANGUAGE - LINGUAGGIO PER IL

 TRATTAMENTO DEI DATI) è lo strumento attraverso il quale è possibile

accedere al database per effettuare inserimenti, modifiche e cancellazioni;

il DCL (DATA CONTROL LANGUAGE - LINGUAGGIO DI CONTROLLO DEI

 DATI) è il linguaggio utilizzato per stabilire i vincoli d'integrità, oltre che per

stabilire accessi e permessi;

il QL (QUERY LANGUAGE - LINGUAGGIO DI INTERROGAZIONI) è lo

 strumento interattivo che permette di interrogare il database al fine di ritrovare

i dati relativi alla chiave di ricerca impostata dall'utente.

Affinché sia possibile interagire con un database vengono utilizzati dei sistemi di

gestione che offrono la possibilità di costruire e di gestire una base di dati su una

memoria di massa. Tali sistemi sono detti DBMS (Data Base Management System). Il

DBMS consente operazioni agli utenti autorizzati, nel rispetto di regole stabilite.

L'obiettivo principale di un DBMS è quindi quello di consentire interventi sotto

controllo. Il DBMS consente di superare i limiti posti dai tradizionali archivi informatici

e cioè RIDONDANZA, INCONGRUENZA E INCONSISTENZA.

Elettronica

La comunicazione e i segnali analogici e digitali

La nascita della digitalizzazione dei segnali e di nuovi supporti tecnologici (cd, dvd, cd-rom) per la

loro memorizzazione ha segnato un’ulteriore svolta nella storia dei media: dalla scrittura alla

registrazione magnetica di suoni ed immagini, il progresso verso un grado di fissazione sempre

maggiore dei prodotti simbolici è stato inarrestabile. L’evoluzione tecnologia dei mezzi di

comunicazione di massa può essere letta come componente di un più ampio processo evolutivo

che ha coinvolto tutti i media nella comunicazione.

I CONVERTTORI ANALOGICO/DIGITALE E DIGITALE/ANALOGICO SONO I COMPONENTI

FONDAMENTALI DI OGNI SISTEMA DI ELABORAZIONE NUMERICA PER L'ANALISI E

L'INTERAZIONE CON I PROCESSI FISICI.

Segnali analogici e digitali

Un segnale analogico ( esempio FIGURA1) assume qualsiasi valore in ampiezza ed è definito in

ogni istante di tempo; è continuo rispetto all'asse delle ampiezze e rispetto all'asse dei tempi.

UN SEGNALE ANALOGICO E' CONTINUO SIA IN AMPIAZZE SIA NEL TEMPO.

Un segnale digitale ( FIGURA2) è costituito da una sequenza di numeri ed è quindi discreto

sull'asse delle ampiezze. Questo segnale cambia stato, cioè valore numerico diverso, solo in

corrispondenza di determinati istanti di tempo.

UN SEGNALE DIGITALE E' CARATTERIZZATO DA UNA DISCRETIZZAZIONE (sistema

binario) SULL'ASSE DELLE AMPIEZZE.

Conversione A/D

Convertire una grandezza analogica in una digitale significa stabilire una legge

di corrispondenza che consente di associare a ogni valore un valore digitale.

L a c o n v e r s i n e a n a l o g i c o / d i g i t a l e i m p l i c a i l c o n c e t t o d i q u a n t i z z a zi o n e .

A s s e g n a t a u n a g r a n d e z z a a n a l o g i c a l a c u i a m p i e z z a , a s s u m e v a l o r i c o m pr e s i

n e l l ' i n t er v a l l o 0 , F S , d o b b i a m o f ar c o r r i s p o n d e r e a o g n i v a l o r e a n a l o g i c o u n

valore numerico appartenente a un grandezza digitale.

Convertitori A/D

I convertitori A/D (ADC) sono circuiti in grado di trasformare un segnale analogico in uno digitale. I

parametri che caratterizzano il funzionamento dei convertitori A/D sono la precisione e la velocità.

Ad esempio il convertitore A/D parallelo è sicuramente il più veloce ma è il meno preciso; al

contrario quelli misti sono i più lenti ma i più precisi.

Abbiamo vari tipi di convertitori A/D:

CONVERTITORE A/D PARALLELO (parallelo converter o flash converter);

 CONVERTITORE A/D A SUCCESSIVE APPROSSIMAZIONI (SAR);

 COVERTITORE A/D A SINGOLA RAMPA;

 CONVERTITORE A/D A DOPPIA RAMPA.



CONVERTITORE A/D PARALLELO (parallelo converter o flash converter)

Costituito da un banco di comparatori le cui tensioni di riferimento vengono fornite da un partitore

multiplo. Se si applica sugli ingressi comuni una tensione Va analogica da convertire, il banco dei

comparatori si divide in due gruppi: il gruppo per cui la Va è inferiore alla tensione di riferimento dà

in uscita il valore 0; il gruppo per cui la Va è superiore alla tensione di riferimento che dà in uscita il

valore 1.

Le M uscite dei comparatori vengono utilizzate come ingressi per un codificatore di priorità che

genera M=2 elevato a n codici.

Il convertitore A/D parallelo è il più veloce esistente in commercio, ma l'elevato numero dei

comparatori che utilizza comporta un netovole ingombro, costo e consumo di potenza.

CONVERTITORE A/D A SUCCESSIVE APPROSSIMAZIONI (SAR)

Il SAR viene inizializzato a metà del fondo scala, cioè con il bit più significativo (MSB) a 1. L Va*

( tensione generata dal convertitore) viene confrontata con la Va (tensione in ingresso), se la

Va*>Va allora il bit MSB assume in modo definitivo lo stato logico 1. Dopodiché si procede nello

stesso modo con gli altri bit a partire dal MSB-1.

Il vantaggio di questa tecnica è che sono necessari n passi, quanti sono i bit del dato numerico,

per attraversare tutta la scala analogica.

COVERTITORE A/D A SINGOLA RAMPA Il convertitore a singola rampa è costituito da un

comparatore, che confronta la tensione V0 con la tensione analogica Va da convertire, da una

porta AND e da un contatore digitale. Fino a quando V0<Va, l'uscita del comparatore è a livello

alto, quindi la AND viene abilitata e il segnale clock può alimentare il contatore. Quando abbiamo

V0=Va l'uscita del commutatore passa a livello basso, la AND disabilita il passaggio del clock e il

contatore ferma il conteggio: la sua uscita numerica rappresenta la conversione del segnale

analogico. Il tempo di conversione è tanto maggiore quanto più elevata è la tensione analogica da

convertire.

POICHE' I VALORI DEL CONVERTITORE DIPENDONO DA DIVERSE GRANDEZZE:

frequenza, clock....., SI COMPRENDE COME LA PRECISIONE E LA STABILITA' DEL

CONVERTITORE SONO LIMITATE.

CONVERTITORE A/D A DOPPIA RAMPA

Il funzionamento del convertitore a doppia rampa consiste nell'integrare la tensione d'ingresso Va

per un tempo fisso e successivamente nell'integrare una tensione di riferimento VR, di segno

opposto, fino a portare a zero la tensione d'uscita.

Il convertitore a doppia rampa è semplice, quindi economico e preciso, ma è caratterizzato

da un tempo di conversione piuttosto elevato.

Quanto e quantizzazione

I l s e g n a l e a n a l o g i c o , p e r e s s e r e c o n v e r t i t o i n u n o d i g i t al e , s u b i s c e u n a

" q u a n t i z z a z i o n e " , c h e c o n s i s t e n e l s o s t i t u i r e g l i i nf i n i t i v a l o r i c h e p u ò

a s s u m e r e l a g r a n d e z z a a n a l o g i c a i n u n a s e r i e d i s c r e t a di v a l o r i ,

c a r a t t e r i st i c i d e l l a g r a n d e z z a q u a n t i z z a t a.

N e l l a f i g u r a s o t t o s t a n t e è r i p o r t a t o u n e s e m p i o di q u a n t i z z a z i o n e e c o d i f i c a

d i u n a g r a n d e z z a a n a l o g i c a , n e l c a s o d i u n a c o n v e r s i o n e A/ D a t r e b i t .

L'ingresso analogico può variare da 0 a FS (valore di fondoscala) e viene

c o n v e r t i t o i n u n a p a r o l a di g i t a l e a t r e b i t .

L ' i n g r e s s o a n a l o g i c o è s t a t o p r i m a q u a n t i z z a t o, c i o è gl i i n f i ni t i v a l o r i d e l l a

variabile analogica, compresi tra 0 e FS, sono stati sostituiti da un numero

d i s c r e t o d i v a l o r i ( 0 F S / 8 , 1 F S / 8, . . . , 7 F S / 8 ) ; c i ò h a r e s o p o s s i b i l e l a

successiva codifica, che, nell'esempio, è avvenuta utilizzando il codice

binario.

Il quanto o risoluzione Q è il rapporto tra il campo di esistenza della grandezza

a n a l o g i c a ( F S = v a l o r e d i f o n d o s c a l a ) e M ( n u m e r o d i st a t i o v a l o r i c h e p u ò

assumere la grabdezza digitale):

Q=FS/M

Se il segnale digitale è costituito da n bit, risulta M=2 elevato alla n, quindi:

Q=FS/2 elevato a n

L a r i s o l u zi o n e ( Q U AN TO ) è l a m i n i m a v a r i a z i o n e d e l l a g r a n d e z z a a n a l o g i c a

c h e g e n e r a u n c a m bi a m e n t o d e l s e g n a l e d i gi t a l e .

L a c o n v e r s i o n e a n a l o g i c o / di g i t a l e c o n s i s t e n e l f a r c o r r i s p o n d e r e a o g n i

c a m p o d i v a l o r i a n a l o g i c i u n d a t o n u m e r i c o.

Conversione D/A

La conversione digitale/analogico è l'operazione inversa di quella

analogico/digitale.

Q u e st a c o n s i s t e n e l l o s t a b i l i r e u n a l e g g e d i c or r i s p o n d e n z a c h e p e r m e t t e d i

a s s o c i a r e a o g n i v a l o r e n u m er i c o u n v a l o r e a n a l o g i c o . A s s e g n a t a u n a v a r i a b i l e

numerica, costituita dalla successione di numeri binari riportati su un'asse, per

d e t e r m i n a r e l a c or r i s p o n d e n z a è s u ff i c i e n t e t r a c c i a r e l e r e t t e c h e c o l l e g a n o

l'asse del segnale digitale con l'asse del segnale analogico.

L a c o n v e r s i o n e d i g i t a l e / a n a l o g i c o è i l p r o c e s s o c h e p e r m et t e d i o t t e n e r e , a

partire da una parola digitale, la generazone di un valore di tensione o di

corrente.

Convertitori D/ A

Q u e st i s o n o c i r c u i t i i n g r a d o d i t r a s f o r m a r e u n s e g n a l e d i g i t a l e i n u n o

analogico; sono classificabili fondamentalmente in due tipi:

P O T E N Z I O M E T RI C I ;

 A G R A N D E Z Z E P E S AT E ( r e t e a r e s i s t o r i p e s a t e , r e t e a s c a l a ) .



Convertitori D/ A potenziometrici

I convertitori D/A potenziometrici si basano sul principio di funzionamento del

potenziometro dove la V0=VR * R2/(R1+R2).

In sostituzione del potenziometro, il convertitore utilizza una serie di R di