Rappresentazione dei dati - Parte 2

Rappresentazione di caratteri e

stringhe

• I caratteri sono un insieme finito di

oggetti e seguono la strategia vista per

il semaforo e i giorni della settimana

• Attenzione! Due diversi calcolatori

possono comunicare correttamente solo

se usano lo stesso codice 10

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Rappresentazione di caratteri e

stringhe

• Codifiche di uso comune :

• il codice ASCII (American Standard code For

Information Interchange) su 7 o 8 bit

• il codice UNICODE su 16 bit (più recente,

permette di rappresentare anche alfabeti diversi

e simboli per la scrittura di lingue orientali)

• Le stringhe sono generalmente sequenze di

caratteri terminate in modo particolare 11

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Codice ASCII

• con 7 bit codifica:

• i caratteri dell’alfabeto anglosassone (maiuscole

e minuscole)

• le cifre

• i segni di punteggiatura

• gli operatori aritmetici

• caratteri speciali 12

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Codice ASCII

7

• 7 bit, quindi 2 = 128 configurazioni

• utilizzando un byte per ogni carattere, il

primo bit (degli otto) è sempre a 0 …

• … oppure a 1 nel caso di ASCII esteso, che

rappresenta caratteri particolari per una certa

applicazione o alfabeto (per es. lettere

accentate)

• si crea una tabella di codifica 13

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Codice ASCII

• i primi 32 caratteri ASCII sono destinati a simboli

speciali non stampabili, per es. ‘fine riga’, ‘a capo’:

0000000, 0000001, …, 0100000 … retaggio delle

telescriventi

• seguono alcuni segni di punteggiatura: 01000001 è il !

• poi i numeri: 0110000 è 0; 0110001 è 1, 0111001 è 9

• … ma la codifica ASCII non è adatta per i calcoli

• ... in pratica ad ogni carattere corrisponde un numero

dato dalla sua posizione nella tabella di codifica

• … e quando ordiniamo un testo, il computer segue

l’ordine dato dalla posizione del carattere nella tabella

ASCII (le maiuscole vengono prima !!!) 14

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Codice ASCII

• per scrivere in ASCII una parola si mettono in

sequenza le codifiche ASCII dei caratteri che

compongono la parola:

a 1100001

n 1101110

n 1101110

i 1101001

• viceversa, per capire che cosa significa una sequenza

di caratteri ASCII:

• si spezza la sequenza in stringhe di otto bit

• si fa corrispondere a ogni stringa il carattere

opportuno 15

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Nota

• Nei linguaggi di programmazione (ma anche

nelle basi di dati, cioè negli “archivi”

elettronici) il tipo di un dato determina

l’insieme di valori che questo dato potrà

assumere

• Es. se un dato è stato dichiarato come numero

intero, non potrò assegnargli un carattere 16

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Nota

• Nei linguaggi di programmazione i tipi di

dato elementari che vengono gestiti sono

• integer: interi

• float: razionali in singola precisione

• double: razionali in doppia precisione (usano il

doppio dello spazio di memoria)

• character: carattere (ogni carattere è 1 byte oppure

2 se la codifica è UNICODE) 17

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Nota

• Il tipo strutturato più semplice è l’array (vettore) a 1

dimensione:

• contiene una lista di elementi TUTTI dello stesso tipo

(interi, caratteri, ecc.)

• ogni elemento è raggiungibile attraverso il suo indice

(posizione)… attenzione, di solito partono da 0!

• Es. abbiamo un array di 10 interi chiamato Lista e dichiarato

come Lista[10]: il primo numero sarà Lista[0], … il quinto

numero sarà Lista[4] …

5 6 7 8 9

0 1 2 3 4 Indici

Lista 7 4 9 8

5 6

3 1 0 2 Lista[3] = 0

Valori

• una stringa viene di solito dichiarata come array di

caratteri 18

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Nota

• Gli array possono avere anche più dimensioni

• Array a due dimensioni = matrice

• abbiamo righe e colonne

• ogni elemento è identificato dagli indici di riga e

colonna della sua posizione

×

matrice m n 19

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Rappresentazione di immagini

• Le immagini “naturali” sono un fenomeno ‘continuo’

• Sono generate dalla combinazione di una sorgente che

emette energia e da oggetti di una scena che riflettono

l'energia emessa dalla sorgente. Occorre un “sensore”

sensibile all'energia prodotta dalla sorgente che raccolga

l'energia “irradiata” dalla scena. sensore

sorgente oggetto

riflettente 20

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Rappresentazione di immagini

• Il colore è la percezione visiva generata dai segnali nervosi che i

fotorecettori (sensori) della retina mandano al cervello quando assorbono

radiazioni elettromagnetiche di determinate lunghezze d'onda e intensità.

• Nella maggior parte dei casi l’energia coinvolta è quella elettromagnetica

(immagini “visibili”, immagini all'infrarosso, radar, raggi X etc.), ma si

hanno anche immagini di altra natura (basate ad esempio su ultrasuoni)

• ad es. le radiazioni infrarosse hanno lunghezza d'onda maggiore (frequenza

minore) della luce e trasportano energia inferiore, e informazioni termiche

vengono trasfomate in “falsi colori”

• la tecnica degli ultrasuoni si basa sulla trasmissione di onde ultrasonore e

sull’emissione di eco 21

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Rappresentazione di immagini

• Per poter essere elaborate e memorizzate su un calcolatore, le

immagini vanno prima ‘discretizzate’ (digitalizzate), ovvero

trasformate in un insieme di parti distinte che possono essere

codificate separatamente con sequenze di bit

Georges Seurat, "Una domenica pomeriggio all'isola della Grande Jatte", 1883-85 22

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Immagini digitali

• Un’immagine digitale è composta da una griglia

(cioè una matrice!) fittissima di puntini colorati detti

pixel (dalla contrazione di picture element)

• Ogni pixel viene codificato usando “gruppi” di 0 e 1

• Per convenzione il punto (0,0) corrisponde all’angolo

in alto a sinistra e si procede dall’alto verso il basso e

da destra a sinistra

• Se l’immagine è in bianco e nero (attenzione: senza

grigi!) è sufficiente usare 1 bit per pixel

• 0 per i pixel in cui il bianco è dominante

• 1 per i pixel in cui il nero è dominante 23

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Bitmap

• Immagini ‘bitmap’ o mappe di bit:

• l’immagina viene scomposta in una griglia di

elementi detti pixel (da picture element)

• ogni pixel è rappresentato da uno o più bit

000000000000000000000000

000000000011111111000000

000000000010000010000000

000000000010000100000000

000000000010001000000000 un pixel

000000000010010000000000

000000000010100000000000

000000000011000000000000

000000000010000000000000

immagine codifica 24

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Immagini più complesse

• Se l’immagine ha più di due colori, si fa

corrispondere ad ogni pixel un numero preso

da una tabella di codifica dei colori o

tavolozza dei colori o palette dei colori

• Il numero di colori disponibili (profondità

del colore) è determinato dal numero di bit

utilizzati per il singolo pixel 25

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Rappresentazione di immagini

• Rappresentazioni dei pixel :

• la rappresentazione in ‘toni di grigio’ : un byte

per pixel, con 256 gradazioni di grigio per ogni

punto (immagini bianco e nero), o più byte per

pixel, per avere più gradazioni possibili

• rappresentazione a colori RGB (red, green,blu) :

comunemente 3 byte per pixel che definiscono

l’intensità di ciascun colore base. In questo

modo ho circa 16 milioni di colori diversi

definibili 26

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Ricordiamo che …

• Digitalizzazione

• Campionamento

• Risoluzione = numero di rilevamenti in un

intervallo di spazio o di tempo

• Quantizzazione = approssimazione del

valore di un intero sottointervallo con un

unico valore “medio” rappresentativo

• Livello di quantizzazione = numero dei possibili

valori 27

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