Esempi risposte domande aperte - Fondamenti di informatica

Descrizione sonora di un dipinto

Per realizzare la descrizione sonora di un dipinto, bisogna caricare nel tablet i vari file di suoni da utilizzare ed è dunque necessario scegliere per questi dei parametri adeguati al nostro uso.

Nella rappresentazione digitale non possono essere considerati tutti i valori di un fenomeno che varia nel tempo (o nello spazio), nel nostro caso tutto l'andamento dell'onda sonora che prendiamo in considerazione, ma si deve procedere al campionamento dei dati, ovvero ad una selezione di campioni equispaziati.

Le oscillazioni sonore, infatti, sono molto rapide ed è difficile seguirne anche graficamente l'andamento, a parte durante piccolissimi periodi di tempo. Bisogna dunque scegliere dei campioni: per rappresentare il suono abbastanza fedelmente bisogna che essi siano molto fitti, dunque la frequenza di campionamento molto elevata, ma dipende comunque dall'uso che se ne fa.

Nel caso dei suoni la frequenza di campionamento viene misurata in Hertz.

Ovvero il numero di oscillazioni sonore complete al secondo. Un altro parametro da considerare per la rappresentazione digitale dei suoni è la quantizzazione: ovvero l'arrotondamento dei valori di una grandezza fisica in modo da poterli rappresentare con un numero finito di bit. Anche nel suono, infatti, le ampiezze possono assumere tutti i valori reali, dunque questi vanno arrotondati attorno ad un numero fisso di valori finiti per poterli rappresentare con un certo numero di bit.

Nel suono conosciamo già il valore minimo dell'ampiezza di oscillazione, che coincide con un'oscillazione di ampiezza nulla, ovvero il silenzio (0 Hz) e come valore massimo possiamo considerare quello della soglia del dolore per l'orecchio umano (20000 Hz).

Stabiliti i valori limite basta poi suddividere la gamma delle ampiezze in un numero fisso di valori, a cui verranno arrotondati i valori misurati.

La quantizzazione influenza la capacità di discriminazione di due valori.

molto vicini, questoin base alla quantità di bit utilizzati; dunque, essa influisce molto sulla qualità del suonofinale.

Spesso i file sono troppo pesanti da mantenere, dunque si preferisce renderli didimensioni più piccole effettuando una compressione.

Ci sono due tipologie di compressione: lossless (senza perdita di informazioni), che sibasa sulla ridondanza dell’informazione, è invertibile e viene solitamente usata perl’informazione numerica e testuale; e lossy (con perdita di informazioni), che si basa sulfatto che i nostri sensi non percepiscono con uguale precisione i diversi stimoli, dunquetutto ciò che non viene percepito può non essere rappresentato. Essa non è invertibile,dunque non si riesce a risalire al file originale e viene usata solitamente per l’informazionenon simbolica, ovvero suoni e immagini.

Per i suoni risulta più indicata quella lossy, poiché essa fa riferimento ai limiti fisici

delnostro orecchio, ovvero il fatto che alcune frequenze sonore sono meno distinte, dunque possono essere eliminate. Il degrado dovuto alla compressione del file risulta sotto la soglia di percezione umana, dunque non viene notato. Dobbiamo quindi scegliere i parametri per i suoni da inserire nel tablet. Riguardo alla frequenza di campionamento, sceglierei quella di 44.1 kHz che è usata solitamente per la musica di buona qualità in CD e DVD, in modo che gli utenti abbiano un'esperienza soddisfacente nell'ascolto. Questa frequenza corrisponde a poco più del doppio della frequenza massima udibile dall'uomo (20000 Hz), poiché secondo il Teorema del campionamento di Nyquist-Shannon, facendo un campionamento di almeno il doppio della massima velocità di cambiamento del fenomeno, posso ricostruire perfettamente il suono originale, senza perdere informazioni. Per la quantizzazione, siccome vorrei avere un file di buona qualità, ma non troppo grande, sceglierei una profondità di 16 bit. Questo permette di rappresentare un'ampia gamma di valori, garantendo una buona fedeltà del suono, senza però occupare troppo spazio di memoria. In conclusione, per ottenere un'esperienza di ascolto soddisfacente sul tablet, consiglio di utilizzare una frequenza di campionamento di 44.1 kHz e una profondità di 16 bit.

possospendere troppo spazio di memoria all'interno del dispositivo, sceglierei la quantizzazione con 2 byte, ovvero 16 bit, che anche largamente utilizzata, ad esempio nei CD.

Per il formato del file audio sceglierei l'MP3, che permette un grande risparmio di dati e si adatta a quasi tutti i lettori, soprattutto a quelli mobili (al contrario ad esempio del formato AAC, che a volte può avere dei problemi di compatibilità, anche se occupa meno spazio).

Il formato MP3 si basa sulla compressione lossy, dunque con perdita di informazione, ma non percepibile all'orecchio umano.

SCRITTO SU HARDWARE

Per realizzare il progetto di sonorizzazione di quadri bisogna utilizzare degli schermi touch collegati a dei computer, dunque sono necessari vari PC.

Un sistema informatico è costituito da due componenti essenziali, l'hardware e il software.

L'hardware comprende i dispositivi meccanici, magnetici, elettronici e ottici che costituiscono un calcolatore elettronico.

I diversi componenti sono: processore o CPU, memoria principale/centrale o RAM, memoria di massa/secondaria e periferiche di input e output. Il processore è il componente principale ed esegue in brevissimi tempi operazioni elementari come lettura, modifica e cancellazione dei dati della RAM, calcoli aritmetici e analisi dei risultati. Può eseguire nello stesso momento attività indipendenti tra loro, passando rapidamente da un compito all'altro. Ha al suo interno un clock che ne sincronizza le operazioni. La frequenza di clock (Hertz), indica il numero di operazioni che può svolgere in un secondo. Nello stesso calcolatore possono venire installati più processori, attualmente due o quattro ("dual core" e "quad core"). La memoria principale/centrale o RAM contiene i programmi che il processore esegue e i dati da elaborare. L'accesso non è sequenziale, il processore può accedere in ogni istante ad una delle celle che

la compongono, per leggerne il contenuto, modificarlo e salvare i dati elaborati. Le celle contengono ciascuna 1 byte e sono identificate dal loro indirizzo. La dimensione della memoria coincide con il numero di celle. Il suo contenuto è volatile, non viene mantenuto allo spegnimento del dispositivo. Essa può contenere contemporaneamente diverse sequenze di bit corrispondenti a programmi diversi aperti.

La memoria secondaria o di massa mantiene i dati anche quando il calcolatore viene spento e contiene sia file che programmi. I dati, al contrario della RAM, vengono memorizzati su un supporto fisico, che può essere: floppy disk, hard disk (presenti nei calcolatori e a cui ci si riferisce), pen drive, CD/DVD-ROM, nastri magnetici. Il processore non accede direttamente al suo contenuto: i dati e i programmi devono prima essere trasferiti nella RAM, ed è molto più lenta di questa.

Un calcolatore può acquisire dati e informazioni dall'esterno tramite

Le periferiche di ingresso o di input (mouse e tastiere) permettono all'utente di fornire informazioni al calcolatore, mentre le periferiche di uscita o di output (monitor e stampanti) restituiscono i risultati all'utente. Queste periferiche trasformano l'informazione da una forma comprensibile dal calcolatore (bit) a una comprensibile dall'utente (testi, suoni, immagini...) e viceversa. Non sono sincronizzate con il processore quando inviano o ricevono file e hanno velocità diverse. Per gestire questa differenza di velocità, viene utilizzato un elemento intermedio chiamato memoria buffer, di tipo RAM, dove vengono temporaneamente memorizzati i dati in entrata e in uscita, per poi essere letti dal processore.

I componenti dell'hardware influenzano in modo diverso le prestazioni dei dispositivi. La potenza di un calcolatore dipende principalmente dal processore, la cui frequenza di clock determina il numero di operazioni che può eseguire nell'unità di tempo. La frequenza del processore non influisce sulla qualità dei risultati, ma solo sulla velocità con cui vengono elaborati.

ai dispositivi di input/output, la velocità di trasferimento dei dati può influire sulle prestazioni complessive del sistema. Ad esempio, un disco rigido più veloce può consentire un accesso più rapido ai dati, mentre una scheda di rete più veloce può migliorare la velocità di connessione a Internet. Infine, il sistema operativo utilizzato può avere un impatto significativo sulle prestazioni. Un sistema operativo ben ottimizzato può gestire in modo efficiente le risorse del sistema e garantire una maggiore velocità di esecuzione dei programmi. In conclusione, le prestazioni di un computer dipendono da una serie di fattori, tra cui il processore, la memoria RAM, l'hard disk, i dispositivi di input/output e il sistema operativo. È importante considerare tutti questi aspetti quando si desidera ottenere il massimo delle prestazioni dal proprio computer.

Alle periferiche la mancanza di sincronismo nella trasmissione con il computer può creare problemi di funzionamento che potrebbero rallentare il sistema. Per questo i dati vengono trascritti prima sulla memoria buffer.

Dobbiamo scegliere le caratteristiche adeguate per i computer da usare per il progetto. Il processore deve dare una rapida elaborazione dei dati, ovvero quando l'utente ha selezionato i suoni sul tablet essi devono essere rapidamente riprodotti. Dunque scegliere dei PC che abbiano un processore abbastanza valido, magari dual core, non quad core poiché essi hanno in media un costo più elevato e comunque non dobbiamo eseguire molte operazioni complesse, solo l'apertura dei file audio tramite il programma.

Ci deve poi essere un rapido accesso ai dati della RAM, ovvero deve passare poco tempo da quando si richiede l'apertura del programma per riprodurre i suoni a quando esso viene avviato, e la memoria deve avere abbastanza spazio per mantenerlo.

aperto senza che esso venga rallentato o che il suono possa magari venire interrotto o sentito a scatti, a causa del lento caricamento. Sceglierei una RAM di dimensione medio/grande tra quelle in vendita, per far avere all'utente una buona esperienza.

L'hard disk deve avere una dimensione discreta, poiché bisogna contenere salvati i vari file relativi ai quadri e ai suoni (dipende poi dalla quantità di opere che decidiamo di sonorizzare), ma direi che non è necessaria una dimensione troppo elevata.

SCRITTO SU SOFTWARE

Un software corrisponde alla trascrizione dei vari algoritmi che permettono di realizzare il sistema operativo e i programmi applicativi in una serie di istruzioni elementari comprensibili dal calcolatore. L'insieme di queste e il modo in cui possono essere combinate viene definito linguaggio macchina. Questo linguaggio è però talmente elementare che risulta quasi incomprensibile all'essere umano, poiché si compone

di una sequenza di milioni di semplicissime istruzioni. È definito