COSTITUZIONE E PARTI FONDAMENTALI DI UN ELABORATORE

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1 COSTITUZIONE E PARTI FONDAMENTALI DI UN ELABORATORE Dicesi sistema di elaborazione un complesso di macchine e programmi la cui organizzazione ed interazione è volta al conseguimento di un obiettivo mediante la esecuzione sequenziale di istruzioni.

2 E evidente che codesta definizione, non possa essere di immediata comprensione, per un neofita di questo argomento e, siccome queste righe si rivolgono proprio ai non esperti, esemplificherò spiegando passo per passo le il significato dell enunciato riportato nella diapositiva precedente.

3 Innanzitutto si noti la dicitura complesso di macchine e programmi : ciò implica che è necessario disporre di macchine più o meno complesse che materialmente costituiscono il sistema di elaborazione. Questo insieme di macchine, per poter conseguire un predeterminato obiettivo, deve essere capace di : 1) ricevere delle istruzioni; 2) decodificarle in maniera opportuna; 3) eseguirle; 4) presentare i risultati in uscita.

4 DA COSA SONO COSTITUITE LE ISTRUZIONI SOFTWARE? I singoli componenti, che assieme formano il Personal Computer, comunicano per mezzo di segnali elettrici che nell unità di tempo (milionesimi di secondo) possono essere o assenti o presenti. Quando un segnale elettrico è assente,allora per convenzione si dice che in quella unità di tempo viaggia uno zero binario. Quando un segnale elettrico è presente, allora per convenzione si dice che in quella unità di tempo viaggia un uno binario. Una successione temporale di zero e di uno forma una istruzione resa valida dalla congruità con cui si alternano i singoli bits.

5 La successione temporale di zero e di uno può essere egregiamente visualizzata da un grafico in cui la presenza di segnale elettrico, e quindi di un uno binario, viene rappresentata da un tratto orizzontale di livello più alto e l assenza di segnale elettrico viene scandita da un tratto orizzontale, di analoga lunghezza per singola unità di tempo, ma di livello più basso

6 DA QUANTO DETTO IN PRECEDENZA, SE NE TRAE CHE, CONSIDERARE UN NUMERO BINARIO, O L ANALOGA RAPPRESENTAZIONE GRAFICA, NON E ALTRO CHE UN MODO DIVERSO E PIU SEMPLI,CE PER RAPPRESENTARE UN SEGNALE ELETTRICO, CHE VIAGGIA ALL INTERNO DEL PC, E CON CUI COMUNICANO I VARI ORGANI CHE LO COMPONGONO.

7 SI, MA QUALI SONO LE PARTI CHE COMPONGONO UN PERSONAL COMPUTER? E' intuitivo che due organi sono sicuramente necessari: un mezzo per poter introdurre i dati ed i programmi alla macchina (ingresso al sistema) ed un mezzo per poter visivamente verificare il risultato dell'elaborazione (uscita dal sistema).

8 SCHEMA DI PRINCIPIO Unità centrale Unità di ingresso Unità di uscita

9 All interno dell unità centrale trovano collocazione una serie di componenti, che hanno la funzione di sottoporre i dati in ingresso all elaborazione richiesta.e rendere disponibili in uscita i risultati. Si osservi lo schema della diapositiva seguente :

10 Slot di espansione alimentatore Scheda madre Hard disk Lettore di CD Floppy drive Rappresentazione schematica di una unità centrale

11 Con il nome unità centrale si individua solitamente quel parallelepipedo metallico con cui sono collegati la tastiera ed il monitor. I componenti che si trovano all interno dell unità centrale sono : a) la scheda madre che a sua volta contiene e supporta le seguenti parti: a1) la memoria di lavoro (nome tecnico R.A.M. Random Access Memory) e la memoria statica il cui nome tecnico è R.O.M. (Read Only Memory);

12 Rappresentazione schematica di una scheda madre Banchi di memoria RAM Memoria ROM Circuiti di interfaccia microprocessore DIAPOSITIVA 12 DI 34

13 Memoria R.A.M.: l'acronimo R.A.M. significa: Random Access Memory la cui traduzione è: memoria ad accesso casuale. E' la zona da cui il microprocessore legge i dati da elaborare ed in cui scrive il risultato dell'elaborazione; è anche la memoria in cui sono memorizzati i programmi digitati dall'operatore o letti da altre unità di ingresso.

14 La memoria R.A.M. la si può figurativamente immaginare come un alveare, in cui ogni celletta è univocamente individuata tramite un numero binario che ne costituisce l'indirizzo. Questo numero viene generato dal up. E importante sottolineare che la memoria R.A.M. si cancella, perdendo il contenuto, allorché si spegne l'elaboratore.

15 COME DETERMINARE LA GIUSTA QUANTITA DI MEMORIA RAM Quando si deve acquistare o dimensionare un PC, una delle domande che più frequentemente ricorre è: Quanta memoria RAM mi è necessaria? Per poter trovare la giusta risposta, bisogna porsi la seguente domanda, che è forse la più importante : QUALE SARA IL REALE UTILIZZO DEL PC?

16 ANCORA SULLA MEMORIA RAM Se il PC verrà utilizzato per le tipiche applicazioni di ufficio, probabilmente è possibile risparmiare qualcosa sulla quantità di memoria di cui deve essere dotata la macchina. Questo accade poiché le applicazioni software, che compiono elaborazioni su archivi di dati, non sono esose in termini di quantità di memoria.

17 INSISTENDO SULLA RAM Se il PC dovesse essere destinato ad applicazioni ludiche allora è bene abbondare poiché tutti i software, che lavorano con oggetti grafici, anche tridimensionali, sono estremamente esigenti in fatto di quantità di memoria RAM. Ciò accade poiché ogni punto grafico, visualizzato sul monitor del PC, deve essere correttamente indirizzato con la giusta sfumatura di colore, e se accade che lo scenario viene spesso modificato, allora diviene necessario ri - calcolare le coordinate ed il nuovo colore. In tale evenienza vengono impiegate tutte le risorse di memoria in possesso della macchina...

18 ULTERIORI NOTE SULLA RAM Se la destinazione del PC è per uso domestico con un normale accesso alla rete Internet, pochi giochi, usuale scrittura di testi allora potrebbe essere sufficiente la dotazione standard del momento. Ma attenzione, poiché la quantità di memoria RAM, minima necessaria per utilizzare le applicazioni standard, tende a raddoppiare all incirca ogni diciotto mesi ma il mercato sta sensibilmente abbreviando questo periodo.

19 Memoria R.O.M.: La sigla R.O.M. è l'acronimo di: Read Only Memory che tradotto sta a significare: memoria di sola lettura. Il processo di scrittura, per caratteristiche tecnologiche costruttive, può avvenire una sola volta ed è il costruttore del sistema di elaborazione che ha questo compito.

20 Il fabbricante imprime nella R.O.M. dei programmi che consentono al sistema di elaborazione di poter svolgere le operazioni inerenti l'avviamento della macchina; difatti allorché voi accendete il vs computer potete notare che, non dando alcun comando, l'elaboratore procede alla ricerca del disco programmi; ebbene il up sta eseguendo una serie di istruzioni, preventivamente impresse nella R.O.M.

21 I programmi scritti nella memoria R.O.M. variano a seconda del tipo di computer e aumentano di complessità man mano che passano gli anni. E' implicito che questa memoria non si cancella quando non è alimentata e può essere letta un numero indefinito di volte.

22 RIASSUMENDO 1) La memoria RAM contiene i dati ed il software, necessari per compiere l elaborazione richiesta, mentre il lavoro è in esecuzione; 2) La memoria RAM si cancella quando si spegne il PC, cioè quando non è alimentata. 3) La memoria ROM contiene il programma necessario per l avvio del PC; 4) Il programma, custodito nella ROM, viene letto ed eseguito dal microprocessore solo per avviare il PC e non per altro ; 5) le memorie ROM non si cancellano, almeno nel periodo medio / lungo, poiché altrimenti, diverrebbe impossibile avviare il PC.

23 Sempre con riferimento alla scheda madre, essa contiene : a2) le interfacce che rendono possibile il dialogo fra le unità di ingresso e le unità di uscita; a3)il microprocessore che sovrintende e dirige tutte le attività della macchina; a4) connettori di espansione, in cui è possibile inserire ulteriori schede per incrementare e/o migliorare le capacità elaborative;

24 Microprocessore: è il vero e proprio cuore del complesso e sovrintende tutte le operazioni in cui il sistema è coinvolto, siano esse interne o esterne all'unità centrale. Si occupa delle operazioni di lettura e scrittura dei dati nella memoria R.A.M., generando gli opportuni indirizzi; coordina i collegamenti con le periferiche esterne; esegue le elaborazioni richieste sui dati prelevati dalla memoria R.A.M. e provvede a depositarvi il risultato dell elaborazione. Per diminuire le operazioni di lettura e scrittura in R.A.M., dispendiose in termini di tempo, si tende a dotare i nuovi microprocessori di una propria RAM. interna detta cache memory,

25 Quindi il microprocessore: 1) legge, istruzione per istruzione, il programma dalla memoria R.A.M., 2) decodifica le istruzioni lette associando ad ognuna di esse l azione conseguente; 3) esegue l'azione richiesta.

26 Attualmente i due principali costruttori di microprocessori (Intel-AMD), sono impegnati in una concorrenza senza limiti: nel tentativo di conquistare sempre maggiori quote di mercato, pongono in commercio componenti sempre nuovi e migliorati rispetto alla versione precedente. Questa concorrenza sfrenata determina una rapida obsolescenza delle configurazioni hardware che gli utenti acquistano.

27 IL BUS DATI Tutti gli organi presenti sulla scheda madre comunicano per mezzo del bus dati, su cui viaggia il segnale elettrico, che costituisce il codice binario che racchiude l informazione.

28 SE C E VALE 1- SE NON C E VALE 0 Il segnale elettrico binario viaggia sul bus dati che, semplificando si può considerare equivalente ad una struttura multifilare elettrica in cui più segnali elettrici possono viaggiare contemporaneamente, così come mostrato nello schema che segue: Esempio di bus a 8 linee in cui 8 bit si muovono in contemporanea.l insieme degli 8 bit forma una istruzione avente un proprio significato. Quando questo codice avrà raggiunto la propria destinazione potrà partire una altra istruzione.

29 NON PERDERE IL BUS! Il codice che viaggia sul bus è costituito da una combinazione dei numeri binari 0 (zero) ed 1 (uno) e solitamente al simbolo zero viene associata l'assenza di segnale elettrico, al simbolo uno ne viene associata la presenza. Ogni simbolo, costituente il codice, ha a disposizione una linea elettrica

30 ANCORA SUL BUS.. La velocità con cui i bit si muovono all interno del PC condiziona la classe di appartenenza ed il costo stesso dell intero sistema, poiché se il codice raggiunge rapidamente la propria destinazione (ad es. dalla memoria R.A.M. al microprocessore) allora il bus sarà libero e potrà essere impegnato per trasferire un altro codice. Per avere elevate velocità è quindi necessario che i bit si muovano rapidamente, ed è anche fondamentale che i microprocessori rapidi nel compiere l'elaborazione richiesta, altrimenti è perfettamente inutile disporre di elevate velocità di clock.

31 Continuando la descrizione delle parti, contenute all interno dell unità centrale, si incontra: d) il disco fisso: al contrario dei dischetti magnetici che sono flessibili e quindi amovibili il disco rigido (anche detto hard disk) ha la capacità di memorizzare una quantità di dati e/o programmi di gran lunga maggiore rispetto ai più piccoli dischetti flessibili.

32 b) l'alimentatore che ha il compito di fornire tutte le molteplici tensioni necessarie alla macchina; c) i drives, nella quantità di 1 o 2 o più; sono visibili dall'esterno come fessure in cui vanno infilati i dischetti magnetici su cui sono registrati i programmi; ogni drive è provvisto di una testina magnetica che ha il compito di leggere o scrivere i programmi e/o i dati sul dischetto magnetico.