Laboratorio di Informatica T

Lossless: PNG, TGA, TIFF, GIF

1) Lossy: JPEG

2)

Anche nel caso di Immagini, le tecniche di compressione lossy cercano di eliminare dall’immagine

le componenti che si possono notare più difficilmente. È possibile intervenire anche sulla quantità

delle informazioni che vengono eliminate per raggiungere un buon compromesso fra qualità ed

occupazione di memoria.

JPEG: vuol dire Joint Photographic Experts Group.

Esempio: ho una macchina digitale con sensore 10 megapixel a 12 bpp, quante immagini possono

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stare in una scheda di memoria da 1 GB. Un’immagine occupa 10 x 10 x 12 b = 14 MB

Supponendo una compressione JPEG al 20 % diventa circa 3 MB. Quindi il numero di immagini

sarà N = 1 GB / 3 MB = 340 immagini. Codifica video

FLUSSO VIDEO: è un’informazione elettronica che rappresenta una sequenza di immagini

statiche. È interpretabile come un flusso, poiché ha sempre una dimensione temporale. La rapida

visualizzazione delle immagini statiche genera la percezione di movimento grazie al principio di

persistenza sulla retina.

FREQUENZA DELLE IMMAGINI: la frequenza o frame rate si misura in fps (frame per

second). Varia da 6/8 fps (vecchie macchine da presa) fino a 120 fps. Esistono due standard

principali:

Europe (PAL/SECAM): 25 fps;

1) USA/Giappone (NTSC): 30 fps

2)

Sono convenientemente multipli delle frequenze 50 Hz e 60 Hz.

CALCOLO DELLE DIMENSIONI: trattandosi di una sequenza di immagini, l’occupazione è

calcolata moltiplicando l’occupazione di una singola immagine per il numero di immagini. Il

numero di immagini si ottiene dal frame rate e dalla durata di N = fr x d

BITRATE: anche nel caso dei flussi video, avendo una dimensione temporale, si parla del numero

di bit al secondo necessari per assicurarne la corretta visione.

TRACCIA AUDIO: un filmato non è solamente composto dalla parte video, ma può avere anche

una traccia audio, che fornisce l’accompagnamento sonoro. Alle dimensioni della traccia video si

devono quindi aggiungere le dimensioni della traccia audio che viene codificata come già visto in

precedenza.

TECNICHE DI COMPRESSIONE: è assolutamente necessario ridurre le dimensioni di una

traccia video. La riduzione avviene usando due tecniche:

Compressione di ogni singola immagine, solitamente usando le tecniche lossy (inframe);

1) Compressione di più immagini adiacenti sfruttando il fatto che immagini successive

2) solitamente differiscono solo per pochi particolari (interframe).

Il componente responsabile della compressione prende il nome di Codec

(Compressore/Decompressor).

CODEC: è il nome del componente responsabile della compressione e decompressione del

formato. Esistono Codec Audio e Video. I più diffusi sono: DivX, Xvid, FFmpeg, H.264, WMV e

RealVideo.

KEYFRAME: codificando solo le differenze tra i singoli fotogrammi si introduce un problema.

Volendo cominciare la visione da un punto in mezzo al flusso, sarebbe necessario leggere e

decodificare tutti i frame precedenti per ottenere l’immagine corretta. Vengono quindi introdotti ad

intervalli (più o meno) regolari della immagini complete. Un Key Frame occupa più spazio di un

frame normale (P-Frame). Maggiore è il loro numero, maggiore la occupazione ma migliora la

possibilità di muoversi avanti ed indietro nel flusso video.

FORMATI COTENITORI: in generale è possibile che un contenuto multimediale sia composta

da diversi media (audio, video, sottotitoli, informazioni, ecc). è necessario che tutte queste

informazioni siano viste come un tutt’uno. Sono stati sviluppati dei Formati Contenitori che

assolvono a questo scopo. La maggior parte di questi formati sono generici, nel senso che non sono

orientati ad un particolare tipo di informazione. Poiché devono in qualche modo rappresentare le

informazioni contengono hanno un’occupazione di spazio propria che va aggiunta all’occupazione

del contenuto vero e proprio .

STANDARD: questi dipendono moltissimo dal livello di diffusione e molto meno dalla qualità. Gli

standard più diffusi sono: 3GP, ASF ed AVI, MP4, MOV.

Reti di calcolatori

Una rete è un sistema di interconnessione tra identità. Le entità sono gli elementi che vengono

connessi tramite la rete. Alcuni esempi possono essere una rete stradale connette le città; una rete

telefonica connette apparecchi telefonici; una rete di amicizie connette persone.

Un rete è divisa in Nodi e collegamenti o connessioni. Le entità possono essere connesse in modo

diretto o indiretto.

RETE DI TRASMISSIONE: lo scopo principale di una rete di trasmissione è la condivisione o lo

scambio di informazioni. Questa condivisione avviene attraverso la trasmissione delle stesse. La

trasmissione avviene attraverso i collegamenti che sono mezzi fisici attraverso i quali

l’informazione fluisce.

RETI DI CALCOLATORI: in queste reti le entità connesse sono Sistemi di Elaborazione detti

anche nodi o host. I collegamenti prendono anche il nome di link. Esistono diversi modi di collegare

tra di loro gli elaboratori in modo da minimizzare il numero di connessioni dirette pure mantenendo

le connessioni indirette e aumentare la resistenza ai guasti dei collegamenti e quindi la ridondanza

degli stessi.

SISTEMI DI COLLEGAMENTO: sono gli elementi che permettono la connessione degli host.

Sono generalmente bidirezionali. Possono sfruttare diverse tecnologie: cavo in rame; cavo in fibra

ottica; connessione radio; connessioni tramite infrarossi.

APPARATI DI INTERCONNESSIONE: pur essendo entità appartenenti alla rete si differenziano

dagli host poiché il loro fine è solamente quello di coadiuvare la comunicazione tra gli stessi.

Possono essere visti come dei nodi intermedi attraverso cui possono passare i dati per giungere a

destinazione.

VELOCITA’ DI TRASMISSIONE: siccome lo scopo ultimo è quello del trasferimento dei dati, i

link sono caratterizzati dalla loro velocità di trasmissione. I collegamenti si differenziano in:

Simmetrici: la velocità di trasferimento è la stessa in entrambe le direzioni;

1) Asimmetrici: hanno velocità di trasmissione differente a seconda della direzione (ADSL)

2)

Si misura in bit al secondo o bps e relativi multipli. La velocità rappresenta la quantità di bit

trasferiti nell’unità di tempo.

COMUNICAZIONE IN UNA RETE: affinché possa avvenire la comunicazione tra i componenti

di una rete è necessario definire un insieme di regole, PROTOCOLLO, schema convenzionale di

comunicazione tra due entità. Il protocollo deve essere noto e utilizzato da tutte le entità coinvolte

nella comunicazione.

PROTOCOLLO: è difficile data la loro varietà caratterizzata quelle che sono tutte le funzioni di un

protocollo, ma possiamo identificarne alcune. Identificazione degli host, regole di instradamento,

gestione degli errori di trasmissione, …

Il protocollo IP è uno dei più diffusi e si basa su di esso anche la rete di Internet. È fondato sulla

trasmissione di pacchetti dati (datagram). Usa un principio di trasferimento best effort (non è

garantita la consegna dei dati, ma viene speso il massimo impegno perché questa avvenga).

All’interno di una rete IP ogni connessione ad un host è identificata da un indirizzo (IP adress,

IPv4). L’indirizzo è formato da quattro valori compresi tra 0 e 255, separati da un punto:

137.204.58.1; 192.168.2.1

Ogni cifra può assumere valori tra 0 e 255. Sono quindi necessari 8 bit per ogni cifra, 32 bit in tutto

(4 Byte).

I possibili indirizzi a disposizione sono circa 4 miliardi. Questo pone un problema di esaurimento

degli stessi. Esiste uno standard in via di adozione (IPv6) che aumentando le dimensioni

dell’indirizzo permette di superare abbondantemente questo limite.

CONNESSIONI ED INDIRIZZI: solitamente hanno una sola connessione di rete per cavo in

rame i computer fissi. I portatili possono avere due connessioni, una per cavo in rame e l’altra per il

WiFi. Gli apparati di interconnessioni hanno almeno due connessioni (cavo in rame e WiFi).

GATEWAY: è una proprietà di ogni connessione di rete. È l’indirizzo IP di un altro dispositivo.

Rappresenta l’indirizzo di un dispositivo cui inviare i pacchetti destinati agli host non raggiungibili

in modo diretto. L’indirizzo del gateway deve essere raggiungibile direttamente.

NETMASK: è una proprietà di ogni connessione di rete. È espressa anche essa usando la dotted

notation. Rappresenta una maschera di bit. Permette di stabilire quali indirizzi possono essere

contattati direttamente. Per ogni pacchetto in uscita viene calcolato l’AND fra indirizzo IP dell’host

mittente e la netmask; indirizzo IP dell’host di destinazione e la netmask. Se i risultati coincidono

l’host è contattabile direttamente, altrimenti è necessario inviare il pacchetto al Gateway che si

preoccuperà della sua consegna.

Ade esempio con la netmask 255.255.255.0 tutti gli indirizzi nei quali i primi tre valori sono uguali

all’indirizzo IP dei mittente possono essere raggiunti in modo diretto.

RETE LOCALE LAN: è una piccola rete che connette tra di loro pochi dispositivi. La rete più

semplice è composta da due elaboratori. In questo caso non esiste la necessità di un gateway poiché

gli indirizzi vengano assegnati in modo che i dispositivi siano raggiungibili in modo diretto.

Se i dispositivi sono più di due, gli indirizzi IP andranno assegnati seguendo la stessa logica.

Ovviamente non possono esistere sulla stessa rete due dispositivi con lo stesso indirizzo IP.

TRASMISSIONE DEI DATI: il protocollo IP prevede che il trasferimento dei dati avvenga

tramite l’utilizzo di pacchetti (packet). Ogni informazione trasferita viene suddivisa in blocchetti di

dimensioni uguali. Questi blocchetti di dati costituiscono l’informazione elementare da trasferire.

Ogni pacchetto è un blocco di dati (payload) e viene completato da alcune informazioni necessarie

alla sua consegna.

Uno stesso host può ricevere informazioni destinate a differenti applicazioni. Ogni applicazione è

associata ad una porta (port) tramite un numero intero compreso tra 1 e 65535. Il valore della porta

serve a smistare i dati una volta raggiunto l’host. L’host è in grado di accettare dati solamente su

porte per le quali ha dei servizi o applicazioni attive.

Se il pacchetto è destinato ad una porta aperta, viene accettato e consegnato all’applicazione

corrispondente. Se il pacchetto è destinato ad una porta chiusa, viene perso.

PORTE – INSTRADAMENTO: gli apparati di Instradamento sono di norma trasparenti per

quello che riguarda le porte, poiché devono solo passare pacchetti da una connessione ad un’altra.