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Appunti di InformaticaUniTo · 2026/27

Riassunto settimanale · Fondamenti dell'Informatica · Canale B · 05/10 – 09/10/2026

Settimana 2: numeri con il segno e con la virgola, compressione, errori, esercizi sulla parte 1

Le tre lezioni della settimana in poche pagine: i metodi di conversione da sapere a memoria, le idee della compressione, i codici che scoprono gli errori, e come affrontare i quiz della parte 1, che finisce qui.

Lezioni
03 lun 05/10, §1.6–1.7 · 04 gio 08/10, §1.9–1.10 · 05 ven 09/10, esercizi
Tempo di ripasso
40–50 minuti
  • Definizione o risultato da sapere
  • Trappola / errore tipico
  • Conta all'esame
  • Oltre il libro
  • L'idea e il metodo, passo per passo
  • Da ricordare

La settimana in 6 punti

  • I numeri negativi si scrivono in complemento a 2: la moneta più a sinistra vale con il segno meno, −128 con 8 bit. Con 8 bit si va da −128 a 127.
  • Nella notazione in eccesso si legge il numero senza segno e si toglie sempre lo stesso valore: 8 con 4 bit, 4 con 3 bit.
  • Nel formato del libro un numero con la virgola sta in un byte: segno, esponente di 3 bit in eccesso 4, mantissa di 4 bit. Le cifre che non ci stanno si perdono: è il troncamento.
  • Comprimere vuol dire scrivere gli stessi dati con meno bit, senza perdita o con perdita.
  • Il bit di parità scopre un errore; con la distanza di Hamming il codice del libro ne corregge uno.
  • La parte 1 del libro finisce qui. All'esame tornano conversioni, complemento a 2, virgola mobile, circuiti e Hamming: 9 quiz in 45 minuti.
§1

03 · Numeri negativi e virgola mobile (lun 05/10)

Il complemento a 2 è un contachilometri di bit: andando indietro da 0000 si arriva a 1111, che vale −1.

Che cosa fareCome
leggere un byte in complemento a 2la moneta di sinistra vale −128, le altre come sempre: 11111010 = −128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 2 = −6
cambiare segnocopia da destra fino al primo 1 compreso, poi inverti tutti gli altri bit
sommarein colonna, come senza segno; il riporto che esce a sinistra si butta
sottrarrecambia segno al secondo numero, poi somma
riconoscere l'overflowdue numeri con lo stesso segno danno un risultato con il segno opposto
leggere in eccesso 8leggi senza segno e togli 8: 1110 = 14 − 8 = 6

Metodo · Dal numero al byte in virgola mobile

  1. Il segno: 0 se positivo, 1 se negativo.
  2. Scrivi il numero in base 2 e sposta la virgola subito prima del primo 1: quante posizioni hai spostato è l'esponente, positivo se sei andato a sinistra.
  3. Le prime 4 cifre dopo la virgola sono la mantissa; le altre si perdono.
  4. L'esponente più 4, scritto con 3 bit.

3,625 è 11,101 in base 2: virgola spostata di 2, quindi esponente 2 + 4 = 6, cioè 110; mantissa 1110, perché l'ultimo 1 si perde. Il byte è 0 110 1110, che vale 3,5: è il quiz delle simulazioni 2023/24.

01101110segnoesponentemantissa1persa
3,625 nel formato a 8 bit del libro: un bit di segno, 3 bit di esponente in eccesso 4 (110 = 6 − 4 = 2), 4 bit di mantissa. L'ultima cifra di 0,11101 non entra: il byte vale 3,5.

Prova tu

Quanto vale 10000001 in complemento a 2? E 0110 in eccesso 8?

10000001 vale −128 + 1 = −127. 0110 vale 6 − 8 = −2.

Da ricordare

  • Il bit di sinistra dice il segno, ma vale −128: 10000001 non è −1.
  • Un decimo in base 2 non finisce mai: in virgola mobile non è mai esatto.
§2

04 · Compressione ed errori (gio 08/10)

Senza perdita si riottengono esattamente i dati di prima: serve per testi, programmi e numeri. Con perdita si ottiene qualcosa di molto simile: va bene per foto, suoni e video.

MetodoL'ideaPerdita
run-lengthal posto di una ripetizione, il simbolo e quante volte si ripeteno
Huffmancodici corti ai simboli frequenti; nessun codice è l'inizio di un altrono
codifica relativail primo dato intero, poi solo le differenzeno
LZWun dizionario che cresce mentre si leggeno
GIFal massimo 256 colori, poi LZWsì, se i colori erano di più
JPEGluminosità per ogni pixel, colore come media su 2 × 2 pixelsì
MP3toglie i suoni che l'orecchio non sentesì
MPEGalcuni fotogrammi interi, degli altri le differenzesì

I bit che viaggiano possono cambiare. Con la parità dispari si aggiunge un bit, a sinistra, perché gli 1 siano dispari: 01101001 ha quattro 1, quindi diventa 101101001. Se all'arrivo gli 1 sono pari, c'è un errore.

La distanza di Hamming è il numero di posti in cui due file di bit sono diverse: 1010 e 0110 distano 2. Il codice del libro ha lettere di 6 bit a distanza almeno 3: una parola con un errore resta più vicina alla lettera giusta.

Prova tu

Due errori in un byte con il bit di parità: si scoprono?

No. Due bit cambiati lasciano gli 1 dispari, e il controllo non vede niente. La parità scopre solo un numero dispari di errori.

Da ricordare

  • Distanza minima 3: corregge un errore e ne rivela due. Distanza minima 2, come la parità: ne rivela uno e non corregge.
  • Huffman: si uniscono sempre i due pesi più piccoli.
§3

05 · Esercizi sulla parte 1 (ven 09/10)

Una lezione senza argomenti nuovi, per ripassare tutta la parte 1 con i metodi e le domande delle simulazioni del 2023/24.

Tipo di domandaMetodoControllo
circuitotabella di tutte le righe: 8 con 3 ingressiuna riga sbagliata basta per scartare una formula
esadecimalegruppi di 4 bit da destraogni cifra torna a 4 bit
base 2 e base 10monete, divisioni per 2, raddoppio dopo la virgolariconverti il risultato
complemento a 2moneta di sinistra negativasenza segno meno 256
virgola mobilesegno, esponente più 4, 4 cifrerileggi il byte
testo, immagini, suonobyte per simbolo, larghezza × altezza × 3, campioni × byte × canali × secondiscrivi i fattori prima di moltiplicare
Hammingconta le colonne diverseconta due volte

Trappola · Gli errori più frequenti nei quiz

Leggere un byte in complemento a 2 come se fosse senza segno; cercare l'overflow nel riporto finale invece che nel segno; arrotondare la mantissa invece di troncarla; dimenticare una riga nella tabella di un circuito; contare un byte per simbolo in UTF-8.

Prova tu

Quanto vale B5 in base 10? E quante righe ha la tabella di un circuito con 4 ingressi?

B5 = 11 · 16 + 5 = 181. Con 4 ingressi le righe sono .

Da ricordare

  • 9 quiz in 45 minuti: circa 5 minuti a domanda, meno di uno per le conversioni.
  • Ogni risultato si controlla al contrario.
§4

Verso l'esame

esame
  • Parte 1 finita. Dal 12/10 comincia la parte 2 del libro, la logica: lezione 06.
  • Nelle simulazioni del 2023/24 la parte 1 compare con: distanza di Hamming, 3,625 in virgola mobile, complemento a 2 su 8 bit, circuiti e flip-flop.
  • Appelli 2026/27: venerdì 29/01/2027 e giovedì 18/02/2027, alle 9:00, con Safe Exam Browser. Servono almeno 18 punti; da 24 in su si può fare anche la domanda aperta.
  • Da fare adesso: rifai tutti gli esercizi della lezione 05 senza guardare la soluzione, cronometrandoti.
§5

Domande di ripasso

autoverifica

Rispondi a voce alta o per iscritto, poi apri la risposta.

Con 8 bit in complemento a 2, qual è il numero più piccolo e quale il più grande?

−128, cioè 10000000, e 127, cioè 01111111.

Quando c'è overflow in una somma in complemento a 2?

Quando due numeri con lo stesso segno danno un risultato con il segno opposto. Un positivo più un negativo non va mai in overflow.

Come si legge un numero in eccesso 4 con 3 bit?

Si legge senza segno e si toglie 4: 110 vale 6 − 4 = 2.

Che cos'è l'errore di troncamento?

La perdita delle cifre che non entrano nei 4 bit della mantissa: per esempio 3,625 diventa 3,5.

Che differenza c'è tra compressione con e senza perdita?

Senza perdita si riottengono esattamente i dati di prima; con perdita si ottiene qualcosa di molto simile, buttando dettagli che non si notano.

Perché JPEG conserva bene la luminosità e meno il colore?

Perché l'occhio nota le differenze di luminosità più di quelle di colore: si risparmia dove l'occhio non se ne accorge.

Che cosa vuol dire che un codice ha distanza minima 3?

Che due parole del codice differiscono sempre in almeno 3 posti: un errore si corregge scegliendo la parola più vicina, due errori si scoprono.

§6

Quiz d'esame

come all'esame

Le domande vere che conosco sono quelle delle due simulazioni d'esame ufficiali del 2023/24. Qui ci sono tutte quelle sugli argomenti di questa settimana: distanza di Hamming, virgola mobile e complemento a 2. La compressione nelle simulazioni non c'era. Le risposte le ho ricontrollate con un programma.

  1. Simulazione d'esame 1, 2023/24, domanda 1. Calcolare la distanza di Hamming tra le coppie 01011101 e 00101101; 01011100 e 00101100; 01101100 e 01101110; 01111100 e 01111110. Quali sono le quattro distanze, nell'ordine?
  2. Simulazioni d'esame 1 (domanda 2) e 2 (domanda 1), 2023/24. Il numero 3,625 nel formato a 8 bit del libro: segno, 3 bit di esponente in eccesso 4, 4 bit di mantissa. Quale affermazione è giusta?
  3. Simulazione d'esame 2, 2023/24, domanda 8. Quanto vale 10000001 in complemento a 2 su 8 bit?
  4. Simulazione d'esame 2, 2023/24, domanda 8. Quale riga dà i valori giusti di 11111111, 01010101 e 00001111 in complemento a 2 su 8 bit?