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Rappresentazione dei dati nei computer

La distinzione tra dato e informazione è essenziale in informatica: il primo è grezzo, il secondo elaborato e significativo. I numeri nei computer sono rappresentati in bit e possono essere interi o reali, mentre i caratteri utilizzano standard come ASCII o Unicode.

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1

Esempio di 'dato'

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La sequenza '120 - 80' è un dato grezzo, senza significato specifico.

2

Trasformazione dato in informazione

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Interpretando '120 - 80' come valori di pressione sanguigna, diventa informazione utile.

3

Rapporto informazione-conoscenza

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L'informazione elaborata dai dati contribuisce alla generazione di conoscenza.

4

I computer utilizzano un numero limitato di ______ binarie, noti come 'bit', per rappresentare i numeri.

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cifre

5

La capacità di rappresentazione di un processore, che può essere di ______, ______ o ______ bit, è determinata dalla sua architettura.

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16 32 64

6

Un ______, composto da 8 bit, è in grado di rappresentare 256 valori distinti, che vanno da 0 a 255.

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byte

7

I numeri interi positivi sono detti 'senza segno', mentre quelli che possono essere sia positivi che negativi sono detti 'con ______'.

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segno

8

I numeri ______ includono una parte decimale nella loro rappresentazione.

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reali

9

Codifica binaria di un intero senza segno

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Convertire il valore decimale in binario e aggiungere zeri per raggiungere la lunghezza del campo.

10

Bit di segno per numeri con segno

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Utilizzare il primo bit per indicare il segno: 0 per positivi, 1 per negativi.

11

Complemento a due per numeri negativi

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Calcolare il complemento a due del valore assoluto per rappresentare numeri negativi.

12

Nei computer, i numeri reali sono rappresentati con il formato ______ ______.

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in virgola mobile

13

Il formato in virgola mobile si basa sulla ______ ______ e suddivide il numero in mantissa ed esponente.

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notazione scientifica

14

La mantissa in questo formato è un numero ______ ______, mentre l'esponente indica la potenza di base ______.

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frazionario normalizzato 2

15

La normalizzazione fa sì che la prima cifra significativa della mantissa sia sempre ______, modificando l'esponente di conseguenza.

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1

16

Codice ASCII - Bit utilizzati

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ASCII usa 7 bit per rappresentare 128 caratteri, estesi a 8 bit per 256 simboli.

17

Limitazioni ASCII

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ASCII non è sufficiente per lingue non occidentali, simboli matematici avanzati ed emoji.

18

Capacità Unicode

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Unicode può codificare oltre un milione di caratteri e viene aggiornato per diversità linguistica.

Q&A

Ecco un elenco delle domande più frequenti su questo argomento

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Differenza tra Dato e Informazione

In informatica, è cruciale distinguere tra "dato" e "informazione". Un dato è un elemento grezzo e non elaborato, come un numero, una stringa di testo o un segnale audio/video, che può assumere significati differenti a seconda del contesto in cui viene interpretato. L'informazione, d'altra parte, è il risultato dell'elaborazione dei dati, che fornisce un significato chiaro e condiviso, e che è utile per la generazione di conoscenza. Ad esempio, la sequenza numerica "120 - 80" rappresenta un dato; quando viene interpretata come "valori di pressione sanguigna sistolica e diastolica", si trasforma in un'informazione che può indicare lo stato di salute di un individuo.
Circuiti integrati di varie dimensioni su tavolo chiaro, con connessioni dorate e mano con pinzetta e guanto antistatico in sfondo.

Rappresentazione dei Numeri nei Computer

I computer rappresentano i numeri attraverso un numero limitato di cifre binarie, detto "bit". La lunghezza di questa rappresentazione, che può essere di 16, 32 o 64 bit, dipende dall'architettura del processore. I numeri possono essere classificati in interi senza segno (positivi), interi con segno (che possono essere positivi o negativi) e numeri reali (che includono una parte decimale). Ad esempio, un byte, che consiste in 8 bit, può rappresentare 256 valori distinti, che vanno da 0 a 255. La rappresentazione dei numeri interi avviene attraverso la conversione del valore decimale in binario, mentre per i numeri con segno si utilizza il sistema del complemento a due, che prevede un bit per il segno e la rappresentazione binaria del valore assoluto del numero.

Codifica dei Numeri Interi e Relativi

Per codificare un numero intero senza segno, si converte il valore da decimale a binario, eventualmente aggiungendo zeri non significativi per raggiungere la lunghezza desiderata del campo binario. Per i numeri con segno, si utilizza un bit per indicare il segno (0 per i numeri positivi, 1 per i negativi) e i restanti bit per rappresentare il valore assoluto del numero. Nel caso di numeri negativi, si calcola il complemento a due del valore assoluto. Questo metodo semplifica le operazioni aritmetiche in binario, come la sottrazione, che può essere eseguita applicando le stesse regole della somma.

Rappresentazione dei Numeri Reali

I numeri reali nei computer sono rappresentati utilizzando il formato in virgola mobile (floating point), che consente di rappresentare un ampio intervallo di valori con precisione variabile. Questo formato si basa sulla notazione scientifica e divide il numero in una mantissa, che è un numero frazionario normalizzato, e un esponente, che è un intero che indica la potenza di base 2 per cui la mantissa deve essere moltiplicata. La normalizzazione comporta lo spostamento del punto binario in modo che la prima cifra significativa della mantissa sia sempre 1, e l'assegnazione di un esponente che riflette la posizione del punto binario.

Codifica dei Caratteri: ASCII e UNICODE

La codifica dei caratteri è fondamentale per la comunicazione digitale. Il codice ASCII (American Standard Code for Information Interchange) è uno standard storico che utilizza 7 bit per rappresentare 128 caratteri, che sono stati estesi a 8 bit per includere caratteri aggiuntivi, arrivando a un totale di 256 simboli. Questo è sufficiente per la maggior parte delle esigenze delle lingue occidentali. Tuttavia, per rappresentare un numero maggiore di caratteri, come quelli delle lingue asiatiche, simboli matematici e emoji, si utilizza lo standard Unicode, che può codificare più di un milione di caratteri e viene costantemente aggiornato per includere nuovi simboli e supportare la diversità linguistica globale.