A.F.S.I. di Antonino Fleres - Servizi Informatici Torino - Lezioni informatica

Concetti base - Lezione 1

 

Molte persone iniziano ad utilizzare il PC semplicemente smanettando con i più comuni pacchetti applicativi (per es. quelli di automazione d'ufficio come Microsoft® Word® o Excel®) e tralasciano i concetti base che invece sono molto utili, se non indispensabili, per acquisire una sufficiente padronanza di questo aspetto del mondo informatico.

Infatti l'utilizzo del PC spesso si spinge più in là del semplice utilizzo atto all'immissione dei dati (uso ufficio) o alla navigazione in internet (uso domestico). Ed anche se l'utilizzo del PC è posto a livelli elementari, la conoscenza di alcuni concetti di base non può far altro che aprire in misura esponenziale la capacità di intuire e di padroneggiare le innumerevoli possibà che anche il semplice utilizzo del personal computer ci offre.

Quante volte capitano persone che, pur avendo già una piccola padronanza e conoscenza di alcuni pacchetti applicativi, non sanno dell'esistenza di una memoria chiamata "Appunti", di una tecnologia chiamata "O.L.E.", di quale sia il senso del "percorso" di un file e di molte altre cose dell'ambiente operativo Microsoft® Windows® (giusto per fare un esempio). Ma l'oscurità delle nozioni base si spinge a nche a monte del Sistema Operativo: sono poche anche le conoscenze di cosa sia il bit ed il byte, il codice ASCII, di quane pagine di testo possano "entrare" in un floppy disk, di come vengono memorizzate le immagini e i suoni sui dischi... ecc. ecc.

Iniziamo quindi la discussione parlando di come le informazioni vengono memorizzate sul computer.

Le informazioni vengono memorizzate nelle memorie, siano esse fisse o volatili, in modo digitale. Digitale vuol dire sotto forma di digit ovvero numeri. In pratica i numeri utilizzati sono solo due e cioè 0 e 1 perché il linguaggio attuale dei computer è un linguaggio binario, un linguaggio comunicativo composto da due soli caratteri. Un linguaggio binario (analogico) è, per esempio, l'alfabeto Morse, chi non lo conosce almeno per sentito dire? Due soli caratteri: punto e linea, ma se si comunica con i fari alogeni i due segnali del linguaggio morse diventano un "lampo di luce" corto e un lampo di luce più lungo. Se si comunica con il telegrafo i due segnali diventano un "beep acustico" corto ed uno più lungo. Questo per far capire che, nel linguaggio binario informatico, è vero che si utilizzano i due caratteri numerici "0" e "1", ma è altrettanto vero che questi sono caratteri abbinati alla rappresentazione logica di tale linguaggio; dal punto di vista fisico, i due caratteri possono assumere altre identità.

Come abbiamo detto prima, le informazioni vengono scritte sulle memorie e, di sicuro, su tali memorie non verrà mai scritto nè il carattere "1" e nemmeno il carattere "0". Prendiamo ad esempio una memoria tipica del PC: il disco fisso. Il disco fisso è composto, tra le altre parti meccaniche ed elettroniche, da un vero e proprio disco di materiale ferromagnetico. Le informazioni vengono memorizzate proprio sulla superficie di questo disco ferromagnetico. Per semplificare, possiamo dire che la superficie del disco viene suddivisa in tantissime porzioni ed ogniuna di queste può essere magnetizzata oppure non magnetizzata: ed ecco che lo stato fisico della piccola porzione del disco è in grado di rappresentare lo stato, a livello logico, del carattere "0" oppure "1".

Le piccolissime frazioni di disco ferromagnetico in cui vengono memorizzati gli "0" e gli "1" (magnetizzandole oppure no) vengono chiamte bit (dall'inglese che vuol dire una parte piccolissima che non è possibile frazionare ulteriormente) e si trovano all'interno dei cluster (o gruppi, blocchi), che sono all'interno delle tracce che sono dovute all'intersezione tra settori e cilindri, come si vede nelle figure..

Ricapitolando: i dati vengono scritti nelle varie memorie modificando lo stato fisico (magnetizzandola o non magnetizzandola) di una piccolissima frazione della memoria stessa detta bit. La rappresentazione logica dello stato fisico del bit viene delegata ai due caratteri numerici "0" e "1". In questo modo è possibile scrivere (e leggere) le informazioni sui vari supporti informatici digitali, utilizzando, appunto, un linguaggio binario digitale.

Per capire come le informazioni vengono scritte sui vari supporti, per capire come e quanto spazio occupano i vari testi, le immagini, i suoni, i video ed i vari documenti multimediali, occorre capire come funziona il linguaggio binario digitale in ambito informatico.

Per esempio: come è possibile memorizzare la parola (espressa in lingua italiana) "ciao" in un supporto di memoria del nostro computer utilizzando però il linguaggio binario digitale? Ossia come possiamo tradurre una semplice parola come "ciao" in una sfilza di "0" e di "1"? Semplice: basta capire il bit ed il byte!

Supponiamo di avere una scatola non frazionabile. Possiamo quindi paragonare questa scatola al bit del nostro disco sopra descritto. Supponiamo di poter inserire in questa scatola solo due oggetti: il primo che rappresenta il numero "1" ed il secondo che rappresenta il numero "0". Supponiamo altresì che al numero "1" sia abbinata la parola "vero" oppure "sì" ed al numero "0" sia abbinata la parola "falso" oppure "no". Continuiamo a supporre che qualcuno ci faccia una domanda (per esempio: "Sei maggiorenne?") e che noi dovessimo rispondere utilizzando la scatola (il bit)... facile: se nella scatola metto lo zero il mio interlocutore, quando aprirà la scatola, capirà che non sono maggiorenne; se invece metterò l'uno, capirà che lo sono.

Ma se la domanda fosse: "Come ti chiami?"

Appare chiaro che utilizzare una sola scatola per rispondere all'ultima domanda non è sufficiente. Occorre utilizzare una serie di scatole. Ognuna di esse potrà contenere l'oggetto abbinato al simbolo "0" oppure "1", ma dato che le scatole sono in serie, avremo una serie di oggetti che, presi uno per uno, possono solo rappresentare una informazione tra due (per es. "vero" o "falso" - "sì" o "no"), ma presi insieme, nella loro serie, possono rappresentare una unformazione su molte (come un nome di persona tra un gruppo di 8 nomi di persona)... basta decidere prima una codifica.

Da questa figura, si capisce che utilizzando una sola scatola possiamo esternare 1 tra 2 soli valori ("0" o "1"). Utilizzare 2 scatole vuol dire poter comunicare 1 informazione su 4 ("00", "01", "10", "11"). Con 3 scatole posso addirittura esprimere 1 valore su 8 ("000", "010", "100", "110", "001", "011", "101", "111")

Ora, se abbiniamo un nome di persona ad ognuno deigli otto valori (ed il nostro nome è tra questi 8... il giè fatto!)

Esempio: "000"="Carlo", "010"="Marisa", "100"="Antonino", "110"="Veronica", "001"="Lorella", "011"="Sebastiano", "101"="Salvatore", "111"="Elvira". Se il supposto interlocutore mi chiede "come ti chiami?", io darò a lui tre scatole: la prima conterrà l'oggetto che rappresenta il carattere "1", la seconda conterrà l'oggetto che rappresenta il carattere "0" così come la terza. Il mio interlocutore leggerà, una volta aperte le tre scatole in sequenza, il codice "100" che secondo la nostra codifica di prima vuol dire "Antonino". Il mio nome.

Ma se, anziché abbinare un nome di persona alla serie di bit (di scatole) abbinassi una lettera dell'alfabeto? Con 1 bit posso codificare 2 informazioni (2¹) per poi esternarne 1, con 2 bit posso codificare 4 informazioni (2²), con 3 bit posso codificare 8 informazioni (2³), con 4 bit posso codificare 16 informazioni (2⁴), con 5 bit posso codificare 32 informazioni (2⁵), con 6 bit posso codificare 64 informazioni (2⁶), con 7 bit posso codificare 128 informazioni (2⁷), con 8 bit posso codificare 256 informazioni (2⁸) per poi comunicarne sempre una.

caratteri del nostro alfabeto (sia in maiuscolo che in minuscolo), più i caratteri di punteggiatura, più i caratteri numerici, più le lettere accentate (sia in maiuscolo che in minuscolo), più altri caratteri tipici di altre lingue europee come per es "Ä", "Ç", "Ñ", più altri detti semigrafici, possono essere codificati utilizzando 8 bit perché in 8 bit abbiamo la possibilità di ottenere una serie di 256 informazioni diverse... cioè tutti i caratteri dell'alfabeto ed oltre. Questa serie di 8 bit si chiama byte ed i caratteri dell'alfabeto sono racchiusi in una codifica chiamata codice ASCII esteso.

Per concludere facciamo un esempio: la stringa di testo "Ciao a tutti." verrà tradotta in linguaggio binario in "01000011 01101001 01100001 01101111 00100000 01100001 00100000 01110100 01110101 01110100 01110100 01101001 00101110" (sono occorsi 104 bit cioè 13 byte, uno per carattere, comprese spaziature e punteggiature) poiché il carattere "C" maiuscolo è codificato, secondo la tabella del codice ASCII, nella sequenza "01000011" in decimale "67" ovvero il 67º ccarattere codificato su 256, e via di seguito per gli altri caratteri.

Per ultimo ricordiamo che la sequenza del contenuto degli 8 bit (byte) va letta da destra a sinistra, per cui il primo bit a destra che in questo esempio contiene il valore "1", corrisponde al valore decimale 1, il secondo bit che contiene il valore "1", corrisponde al valore decimale 2, dal terzo al sesto bit il valore è "0", quindi anche il corrispettivo decimale è 0, il settimo bit contiene 1 quindi il corrispettivo valore decimale è 64, l'ultimo bit contiene e vale 0. Il totale fa 1+2+64= 67. Il valore decimale del codice ASCII corrispondente al carattere "C" maiuscolo vale 67.

 

Antonino Fleres

 

 

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