Corso Fondamenti di Informatica e Reti: 3 Dati e informazioni: codifica e rappresentazione

💾 Dati e informazioni: un viaggio nel mondo digitale

Immagina di svegliarti in un mondo in cui tutto ciò che vedi, tocchi, ascolti o persino annusi può essere tradotto in numeri e simboli. Ogni parola, ogni immagine, persino il rumore delle tue scarpe sul pavimento, può essere ridotto a sequenze di 0 e 1. Questo è il mondo digitale, e al suo cuore ci sono dati e informazioni. Ma attenzione: non sono la stessa cosa!

📖 Dato vs informazione: quando i numeri prendono senso

Partiamo dal principio. Un dato è un pezzo di realtà ancora grezzo, privo di contesto. Potrebbe essere il numero 42. Da solo, non dice molto: forse è la temperatura di un paziente, forse il numero di scalini che hai salito stamattina, o l’età di qualcuno. Non c’è ancora significato, solo un simbolo astratto.

Quando però aggiungiamo contesto, quel dato si trasforma in informazione.

Ad esempio: 42° C è la temperatura corporea di un paziente → ora abbiamo un allarme, una situazione chiara e interpretabile. Il dato è diventato utile. È come avere un seme: senza terreno, sole e acqua resta solo un seme; con il contesto giusto, può crescere in una pianta.

In classe, puoi fare un gioco semplice: scrivi 25 su una lavagna. Chiedi agli studenti: cosa significa? Poi aggiungi il contesto: 25 anni. Immediatamente, il numero acquista senso e può generare decisioni o discussioni. Questo piccolo passaggio è la magia che trasforma dato in informazione.

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🔢 Tipi di dato: la varietà del digitale

I dati non sono tutti uguali. Possono essere:

• Numeri: interi o decimali, positivi o negativi, come 123, -45.6, 3.14159. Servono per contare, misurare, calcolare.
• Testi: parole, frasi, storie. “Ciao”, “Benvenuto nel mondo digitale” o anche interi romanzi possono diventare sequenze di numeri per il computer.
• Immagini: ogni foto è una griglia di pixel. Ogni pixel ha valori di colore e luminosità, convertiti in numeri.
• Suoni: la tua voce, il rumore della pioggia, una canzone. Tutto trasformato in onde digitali, con frequenze e ampiezze misurate in numeri.
• Video: sequenze di immagini + audio. In pratica, un film miniatureizzato in dati.

Ecco un esempio pratico: una foto 8x8 pixel. Ogni quadratino diventa un numero che rappresenta un colore. È come dipingere con la matematica. Un file audio MP3, invece, non contiene onde continue, ma una serie di numeri compressi che il computer ricostruisce in suono.

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🔢 Codifica digitale: bit e byte, gli atomi del computer

Nel mondo dei computer, ogni dato viene rappresentato in binario, cioè usando solo due simboli: 0 e 1.

• Bit: la più piccola unità, può essere 0 o 1.
• Byte: 8 bit, sufficiente per rappresentare un carattere, come una lettera o un numero piccolo.

Ad esempio: la lettera H in ASCII è 01001000, i è 01101001. La parola Hi diventa quindi 16 bit, due byte.

💡 Curiosità: con un singolo byte puoi rappresentare valori da 0 a 255, oppure un carattere ASCII. Non sembra molto, ma pensa a quante combinazioni si possono fare con più byte: miliardi di numeri, parole, immagini e suoni!

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📦 Compressione dei dati: risparmiare senza perdere il senso

I file digitali possono essere giganti, e per questo esistono tecniche di compressione.

• Lossless (senza perdita): riduce le dimensioni senza perdere informazioni. Es: ZIP, PNG.
• Lossy (con perdita): risparmia molto spazio, ma elimina alcune informazioni non essenziali. Es: JPEG, MP3.

📌 Esempio:

• Una foto originale di 5 MB
  • JPEG → 1 MB (qualche dettaglio perso)
  • PNG → 3 MB (tutti i dettagli conservati)

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🌐 Standard e formati: un linguaggio universale

• ASCII: i caratteri base (da 0 a 127)
• Unicode: include tutti i caratteri e simboli del mondo, anche ❤️ (U+2764)
• JPEG: immagini compresse
• MP3: audio compresso

Unicode è una rivoluzione: finalmente un computer può leggere testi in qualsiasi lingua, senza confondersi. Un “Ciao” in italiano, “こんにちは” in giapponese, o un’emoji possono convivere nello stesso documento.

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🧩 Attività pratiche: imparare facendo

🧪 1. Gioco “comprimiamo un messaggio”

Scopo: capire la compressione semantica.

• Messaggio originale: CIAO CIAO CIAO CIAO CIAO CIAO
• Messaggio compresso: CIAO x6

✅ Variante: prova con frasi più lunghe, ricorda di sostituire sequenze ripetute con simboli o numeri per abbreviare.

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🎨 2. Convertire un’immagine in dati

Materiale: foglio a griglia 8x8, pennarelli nero e bianco

Procedura:

1. Disegna un cuore, una stella o una faccina
2. Colora i quadrati: nero = 1, bianco = 0
3. Trascrivi ogni riga come sequenza di 0 e 1

Esempio cuore 8x8:

00011000  
00111100  
01111110  
11111111  
11111111  
01111110  
00111100  
00011000

🎯 Risultato: hai creato la tua prima bitmap digitale. È incredibile pensare che un semplice disegno possa diventare numeri leggibili da un computer.

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❓ 3. Quiz interattivo sui formati

1. Quale formato conserva un testo senza perdita?

• A. MP3
• B. TXT ✅
• C. JPEG
• D. MP4

2. Hai una foto da inviare via email. Formato ideale per compressione con qualità accettabile?

• A. BMP
• B. PNG
• C. JPEG ✅
• D. GIF

3. Quale formato audio è compresso con perdita?

• A. WAV
• B. MP3 ✅
• C. FLAC
• D. AIFF

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✨ Conclusioni e obiettivi raggiunti

Dopo questo viaggio, dovresti essere in grado di:

• Distinguere dato da informazione
• Comprendere la codifica digitale: bit, byte, ASCII e Unicode
• Apprendere i principali formati e tecniche di compressione
• Creare bitmap digitali partendo da un disegno
• Capire la differenza tra lossy e lossless