Elementi di Informatica

1. Elementi di Informatica Architettura degli elaboratori

2. Informatica Progettazione degli strumenti che concretizzano tali funzioni Dal francese Information automatique Processi e tecnologie che consentono il trattamento automatico e razionale delle informazioni

3. Il computer Macchina costituita da dispositivi di diversa natura (meccanici, elettrici, ottici, ….), in grado di elaborare dati in modo automatico, veloce, sicuro ed efficiente CALCOLATORE

4. Il computer Macchina costituita da dispositivi di diversa natura (meccanici, elettrici, ottici, ….), in grado di elaboraredati in modo automatico, veloce, sicuro ed efficiente CALCOLATORE • Macchina • Privo di intelligenza autonoma • Elettronico • Ha bisogno di corrente elettrica • Elaborare dati • Ricevere, manipolare, restituire

5. Il computer CALCOLATORE • Automatico • Può funzionare senza ausilio dell’uomo ma dopo una adeguata programmazione e l’avvio • Digitale • Digit = cifra • Opera su numeri che rappresentano oggetti dopo una decodifica. • Non in analogico

6. Il Bit • binaryinformation unit • Unita minima di informazione • Corrisponde al 1 o 0 • Corrisponde al vero o falso • Corrisisponde ad acceso o spento

8. La frequenza • Misura la frequenza • Si farà ben in fisica (hertz) • è data dal numero degli eventi che vengono ripetuti in una data unità di tempo.

9. HARDWARE • (Hard=duro, Ware=componente) • Parte fisica del computer • Componente meccanica FIRMWARE • Una via di mezzo • Software non modificabile memo- • rizzato nell’hardware (ROM, Cd) SOFTWARE • Soft=soffice, Ware= componente • Parte logica del sistema • Programmi di • gestione del sistema CIRCUITI ELETTRICI MICRO PROGRAMMAZIONE SISTEMA OPERATIVO LINGUAGGI SIMBOLICI DI MEDIO E ALTO LIVELLO

10. Le principali funzioni che un calcolatore deve svolgere sono: • ricevere dati, • memorizzare dati e programmi, • elaborare, • controllare l’esattezza delle operazioni eseguite, • permettere l’uscita dei risultati.

11. Tipi d calcolatori

14. LAPTOP • NetBook, • I primi hanno una ·dimensione assai limitata e non sono dotati in genere il lettore CD • UltraBook • i secondi sono i più costosi in quanto possiedono le stesse caratteristiche di potenza dei notebook, seppure con dimensioni più limitate di questi ultimi • notebook

20. Viene eseguita una istruzione alla volta • una di seguito all’altra in modo sequenziale • Formato • Sottosistema memorie • Sottosistema calcolo • Sottosistema input/output • Interagiscono tra loro attraverso i Bus

21. Case • Il contenitore della parte centrale del computer • La scatola cranica del computer • Tipi • Desktop • Tower • Integrati con il monitor

23. Scheda madre • Ruolo di gestire le comunicazione tra tutte le componenti del computer • Vengono collegate tutte le parti del PC • In appositi connettori vengono collegati i diversi chip • Chip blocchi di plastica nera o ceramica che permettono i collegamenti e lo spostamento segnali elettrici • È in fibra di vetro, cattivo conduttore

26. Alimentatore • Converte corrente alternata in corrente continua a basso voltaggio (5-12 volt) • Connettori alla scheda madre e altri dispositivi • Fornito di ventola per il raffreddamento • Nei portatili è esterno oppure usano batterie (le ultime sono al litio)

27. Il clock • Funzione in modo sincrono (tutto assieme) • Clock • Frequenza MHz milioni di impulsi al secondo • GHz miliardi di impulsi al secondo • Diversi tipi di clock • Del processore interno alla CPU • Dei bus di sistema per sincronizzare con il mondo esterno • Ogni dispositivo ha il proprio

28. I BUS • Collegamenti hardware • Deriva da omnibus: per tutti • Pensati come grandi autostrade • Tante corsie tante sono i bit di una parola • Realmente tanti fili sottilissimi • Uniscono unità centrale e periferiche • Possono essere da 8 ,16,32,64 bit

29. BUS • BUS Esteni

30. Tipologie • Dati • Indirizzi • controllo

31. Ragioniamo un pò • Con 1 bit due indirizzi • Con 2 bit si ha 22 = 4indirizzi • Con 10 bit si ha 210=1024 indirizzi • Con 32 bit possiamo aver solo 4GB di indirizzi

32. Unità di memoria. Sono dispositivi aventi la funzione di memorizzare dati e programmi. CAPIENTI BASSI COSTI VELOCI

33. Tipi di memoria I registri: memoria interna alla CPU estremamente veloce che viene usata per la memorizzazione temporanea di dati e istruzioni. • La memoria primaria: • ROM (read only memory) memoria in cui i dati vengono registrati all’atto della costruzione il cui contenuto non può essere né modificato né rimosso. Viene in genere usata per contenere i microprogrammi • RAM (random access memory) memoria volatile molto veloce che conserva i dati o i programmi solo finché il calcolatore è acceso.

34. Tipi di memoria La memoria secondaria: dischi o tamburi magnetici molto capienti ma lenti. La memoria di massa: supporti magnetici esterni (Ex: floppy disk, CD) che possono contenere molti dati e permettono anche di trasferire le informazioni da un calcolatore all’altro. La memoria cache: è una memoria piccola e veloce gestita da un apposito microprogramma, addetta a contenere i dati più in uso in quel momento in modo da rendere più veloce l’accesso ad essi.

35. Gerarchia di memorie Dimensioni Velocità Costo/bit CPU Registri min max max Cache Memoria centrale Dischi magnetici / ottici max min min Nastri magnetici

36. La memoria centrale Ram • Dispositivo elettronico in grado di contenere tutte le informazioni necessarie per l’elaborazione dei dati (dati, istruzioni, risultati intermedi) • Deve permettere di scrivere, di leggere, di conservare (una operazione per volta) • Grandezza fino a 8 GB

37. Come va considerata • Come un insieme di celle dove • O vi è corrente (1) • o non vi è corrente (0) • Ogni dato può essere espresso in binario • Ogni dato può essere espresso come sequenza di celle spente o accese

38. Tipi di memoria • Ram (randomaccessmemory) • Casuale (accesso celle non dipende dal contenuto) • Cella individuata dall’indirizzo • Volatile (perde il contenuto una volta manca l’alimentazione elettrica) • Più grande più veloce computer

39. Tipi di Ram • Statiche (SRAM) • Mantengono il contenuto • Costose • Dinamiche (DRAM) • Continui refresh • SDRAM (synchronous DRAM) • Usate comunemente • Sincronizzate con il clock della CPU • DDR SDRAM, • Double Data Rate SynchronousDynamic Random Access Memory (in italiano "memoria dinamica ad accesso casuale sincrona a doppia velocità")

41. Cache • Memoria ripostiglio • Più veloce RAM e costosa • Meno capiente • Tra Cpu e Ram • Per istruzioni o dati molto richiesti

42. Livelli • 1° e 2° livello cablate all’interno microprocessore. 3° livello nella scheda madre • Condivisione per più CPU • Utilizzo di cache perché non si lavora con i tempi dei BUS • Grandezza fino a 6 MB

43. ROM • Sola lettura • Memorizzata dalla società costruttrice • Per memorizzare parti di lavoro particolarmente importanti • Permette l’avvio del sistema • 4KB

44. Tipi di memoria • Prom • Programmabili una sola volta • Eprom • Cancellabile con una radiazione ultra violetta per 15 –venti minuti • Tutta la memoria cancellata • Riprogrammazione un numero limitato di volte • Riprogrammazione off-line • Proteggere raggi del sole

45. Tipi di memoria • EEROM o E2ROM • Cancellazione in pochi secondi • Cancellazione singola cella • Tensioni basse • Permettono l’aggiornamento del BIOS

46. Il BIOS •  è un insieme di routine software • generalmente scritte su Rom • fornisce una serie di funzioni di base per l'accesso all’hardware del computer e alle periferiche integrate nella scheda madre da parte del sistema operativo e dei programmi