Corso: Informatica+ Andrea Cremonini. Lezione del 20/10/2014

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1 Corso: Informatica+ Andrea Cremonini Lezione del 20/10/2014 1

2 Cosa è un computer? Un elaboratore di dati e immagini Uno smartphone Il decoder di Sky Una console di gioco siamo circondati! andrea.cremon 2

3 PC e affini Un computer è definito dai componenti materiali che lo compongono Esistono diversi tipi di computer: PC Server Notebook Tablet andrea.cremon 3

4 La macchina di Von Neumann Tutti i tipi di elaboratore sono costituiti da un insieme di unità tra loro connesse, ognuna con compiti specifici. Le funzioni che il generico elaboratore dovrà svolgere sono: accettare i dati in ingresso (input) memorizzare i dati (iniziali ed intermedi) e le istruzioni nello stesso spazio di memoria svolgere le operazioni matematiche necessarie per l esecuzione degli algoritmi (programmi) produrre i dati in uscita (output) dirigere e controllare le precedenti funzioni al fine di eseguire correttamente l algoritmo impostato andrea.cremon 4

5 Architettura di un computer Tutti i componenti sono collegati da diversi BUS di collegamento andrea.cremon 5

6 Componenti fondamentali Ogni computer, di qualsiasi tipologia, ha una serie di componenti fondamentali al suo utilizzo: CPU Scheda madre RAM e ROM Disco rigido Scheda video andrea.cremon 6

7 CPU CPU: Central Process Unit E' il cuore del sistema, parte fondamentale dell'elaborazione dei dati E' composta da un'unità di controllo e da un'unita aritmetico logica (ALU) Ci sono diversi tipi di CPU: x86, Arm, Cell Architettura a 32 bit oppure a 64 bit andrea.cremon 7

8 Scheda Madre Mother Board MB E' la scheda principale a cui sono collegati tutti i componenti principali del computer E caratterizzata dalle seguenti particolarità: formato ATX, Mini ATX, Micro ATX tipo di socket del processore tipo di chipset per i vari BUS di collegamento tipo di slot per la memoria RAM tipo di connettori per i dischi rigidi andrea.cremon 8

9 ROM Read Only Memory Normalmente è localizzata sulla MB Conserva le informazioni che devono essere conservate anche a macchina spenta E' una memoria di sola lettura Contiene il BIOS ( Basic I/O System) che è il sistema operativo base necessario all'avvio del computer andrea.cremon 9

10 RAM Random Access Memory Il contenuto è volatile: si perde allo spegnimento della macchina Vi risiedono i programmi in esecuzione, sia del sistema operativo, che degli utenti Ogni processo consuma una quantità variabile di RAM Varia in dimensioni: da 512 MB a centinaia di GB andrea.cremon 10

11 Disco Rigido Hard Disk HD 1/2 E' il disco principale del computer composto da dischi magnetici e diverse testine di lettura E' caratterizzato dalla dimensione in GB/TB velocità di rotazione Interfaccia SATA 2 3 Percentuale alta di problemi tecnici andrea.cremon 11

12 Disco Rigido Hard Disk HD 2/2 Dischi SSD (Solid State Drive) utilizza memorie a stato solido (flash NAND) Vantaggi: Velocità di accesso ai dati ( 50 volte più veloce) Minore % di problemi tecnici Rumorosità assente Svantaggi: Costo Minore durata andrea.cremon 12

13 Scheda Video E' la scheda che si occupa della visualizzazione sui monitor dei programmi E' una scheda a parte oppure è integrata sulla MB Spesso è caratterizzata da processori grafici molto potenti e specializzati E' dotata di RAM molto veloce (DDR5) Utilizzata pienamente da programmi di grafica andrea.cremon 13

14 Altre periferiche Tastiera e mouse Monitor: caratterizzato dalla risoluzione massima in pixel Stampanti ad aghi, getto di inchiostro, laser parallele, USB, di rete Lettore / Masterizzatore DVD Penne di memoria USB andrea.cremon 14

15 Smartphone e Tablet Sono dei veri e propri computer I componenti sono gli stessi: CPU, RAM, Disco ma sono progettati specificatamente per ambienti mobile: interfaccia Touch Hanno un sistema operativo: Android, ios, Windows Phone Sono programmabili con strumenti di sviluppo specifici andrea.cremon 15

16 Macchine Virtuali VM Esistono programmi che emulano, via software, macchine hardware totalmente configurabili E' possibile installare quasi tutti i sistemi operativi Su una macchina hardware è quindi possibile eseguire 1 o più macchine virtuali I programmi di virtualizzazione più conosciuti sono: VMWare, VirtualBox, Xen, VirtualPC andrea.cremon 16

17 Che lingua parlano questi componenti? Tutte le informazioni o istruzioni immesse in un elaboratore sono rappresentate sotto forma di segnali elettrici E' stata introdotta la codifica binaria basata sull utilizzo del BIT Un bit rappresenta l elemento minimo d informazione che può essere trattata da un calcolatore elettronico. Può assumere soltanto due valori: 0 o 1 (o vero o falso) Andrea Cremonini Informatica+ andrea.cremon 17

18 Codifica binaria Combinando fra loro sequenze di BIT ed usando una opportuna codifica binaria, è possibile costruire parole di diversa lunghezza con cui rappresentare le istruzioni. Esempio:19 può essere espresso in funzione delle potenze di 2 come: 19 = 1x x x x x = 1 x x x x x 1 Ovvero dalla sequenza di bit andrea.cremon 18

19 Codifica binaria 1/2 La CPU utilizza i bit, o più comunemente, parole (word) composte da più bit ed elabora queste parole ad ogni ciclo 8 bit = 1 Byte 32 bit = 4 byte, 64 bit = 8 byte Più la parola è grande, più informazioni si possono elaborare andrea.cremon 19

20 Codifica binaria 2/2 La capacità della memoria RAM e dei dispositivi di archiviazione ( HD, CDROM, Penne USB) sono espresse in numero di byte e multipli di byte 8 bit formato un byte (B) 2 byte formano una word 1024 bytes formano un Kilobyte (KB) 1024 KB formano un Megabyte (MB o "mega") 1024 MB formano un Gigabyte (GB, o "giga") 1024 GB formano un Terabyte (TB, o "tera"). andrea.cremon 20

21 Hardware e programmazione Cosa è necessario sapere sull'hardware di un pc al fine di creare un programma: tipo di CPU quantità RAM disponibile velocità dei supporti di memorizzazione tipo della scheda video risoluzione del monitor periferiche utilizzate dal programma andrea.cremon 21

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