Appunti Liberi di Tecnologie Informatiche

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1 Appunti Liberi di Tecnologie Informatiche Architettura degli Elaboratori N 1 autore: Prof. Ing. Michele Salvemini

2 Indice 1 La rappresentazione Binaria Una macchina versatile Le componenti La Scheda Madre Il Processore Le Memorie Primarie Le Memorie Secondarie Tipi di computer...6 Prof. Ing. Michele Salvemini 2/6

3 1 La rappresentazione Binaria Per comunicare con l'elaboratore occorre tradurre tutte le informazioni in un linguaggio ad esso comprensibile, ossia una sequenza di 0 e di 1. Un bit è una variabile che può assumere solo due valori 0 oppure 1, una sequenza di 8 bit viene definita come byte, ogni carattere, numerico e non, digitato alla tastiera viene trasformato in una opportuna sequenza di 8 bit. Vediamo, come convertire un valore numerico in binario. Per convertire un numero da decimale (ossia rappresentato utilizzando combinazioni opportune di 10 cifre che vanno dallo 0 al 9) in binario (ossia rappresentato da una sequenza di 0 e di 1) devo utilizzare il metodo delle divisioni successive, prendendo in considerazione ogni volta il resto. Per esempio, il numero 67 viene convertito in questo modo: 67/2 = 33 (quoziente) con il resto 1 33/2 = 16 (quoziente) con il resto 1 16/2 = 8 (quoziente) con il resto 0 8/2 = 4 (quoziente) con il resto 0 4/2 = 2 (quoziente) con il resto 0 2/2 = 1 (quoziente) con il resto 0 1/2 = 0 (quoziente) con il resto 1 quando, nel fare le divisioni successive, arrivo a calcolarmi il quoziente con valore 0 mi fermo e per rappresentare il numero in binario prendo i resti della divisione dall'ultimo al primo, in conclusione 67 in binario corrisponde a Per passare dalla rappresentazione binaria a quella decimale devo considerare la posizione delle cifre: 1 posizione 6, 0 posizione 5, 0 posizione 4, 0 posizione 3, 0 posizione 2, 1 posizione 1, 1 posizione 0 e la seguente formula: 1*26+0*25+0*24+0*23+0*22+1*21+1*20 = 67 (ricorda l'elevazione a potenza è rappresentata dalla posizione della cifra binaria). I multipli del byte: il kilobyte o KB, che corrisponde a 1024 byte; il Megabyte o MB, che corrisponde a 1024 KB (oltre un milione di byte); il Gigabyte o GB, che corrisponde a 1024 MB (oltre un miliardo di byte); il Terabyte o TB, che corrisponde a 1024 GB (oltre mille miliardi di byte). Prof. Ing. Michele Salvemini 3/6

4 2 Una macchina versatile Il computer, negli ultimi decenni, è divenuto un protagonista della nostra società. Nel mondo del lavoro sono rare le professioni che possono fare a meno degli innumerevoli vantaggi che esso offre. Strumento versatile, con esso si può: giocare, disegnare, suonare, vedere film, comunicare,... Un elaboratore potrebbe apparire simile a qualsiasi altra macchina, ma, oltre all'insieme delle sue componenti fisiche (HARDWARE), è composto anche da componenti non tangibili: il SOFTWARE (l'insieme dei programmi che ne permettono il funzionamento). 3 Le componenti Le componenti fondamentali di un elaboratore si trovano all'interno di un contenitore chiamato CASE. All'esterno All'esterno del blocco si trovano tutte quelle periferiche o strumenti che permettono la comunicazione con l'elaboratore. Le periferiche possono essere di tre tipi 1. INPUT: tutte quelle periferiche che permettono la comunicazione dall'uomo al computer(in qualche maniera inserire dei dati nell'elaboratore o controllarne il funzionamento), ad esempio: la tastiera, il mouse, lo scanner, cam, microfono, ; 2. OUTPUT: tutte quelle periferiche che permettono la comunicazione dall'elaboratore verso il mondo esterno: monitor, stampante, casse audio, il modem, plotter, ; 3. INPUT/OUTPUT: periferiche che permettono la comunicazione in entrambi i versi: monitor touchscreen. Prof. Ing. Michele Salvemini 4/6

5 3.1 La Scheda Madre All'interno del CASE si trova la scheda madre o motherboard: tutte le componenti dell'elaboratore sono collegate ad essa per poter funzionare. Alla scheda madre sono collegate anche altre schede che servono per scopi specifici: scheda video: permette di visualizzare informazioni sul monitor; scheda audio: consente di riprodurre i suoni; scheda di rete: rende possibile il collegamento tra più computer per l'interscambio diretto di dati e programmi. 3.2 Il Processore Il processore o CPU (Central Processing Unit) rappresenta il cervello dell'elaboratore e si compone di due elementi: la ALU o unità aritmetico logica, che serve per svolgere calcoli e operazioni logiche; l'unità di Controllo che verifica la corretta sequenza delle operazioni da eseguire ed invia i comandi alla varie componenti. Il processore è caratterizzato da una frequenza, misurata in GHz (1 gigahertz = di impulsi al secondo) che determina la velocità di calcolo. 3.3 Le Memorie Primarie Le memorie primarie o principali sono quelle più importanti ed il loro utilizzo da parte di un normale utente non avviene in modo consapevole. Esse sono: RAM: Random Access Memory può essere letta, modificata e cancellata. È di tipo volatile (quando si spegne l'elaboratore il loro contenuto viene definitivamente eliminato). Serve per contenere i programmi in esecuzione e per fare i calcoli; Cache Memory: è una memoria di lavoro, può essere letta, modificata e cancellata, conserva quei dati che la CPU accede con maggiore frequenza, è di tipo volatile e molto veloce; ROM: memoria a sola lettura; contiene informazioni essenziali per il funzionamento dell'elaboratore. Prof. Ing. Michele Salvemini 5/6

6 3.4 Le Memorie Secondarie Le memorie Secondarie o di Massa servono per memorizza i dati in modo permanente e possono essere interne o esterne. Le memorie di massa servono principalmente per memorizzare o conservare i programmi da utilizzare. Esse sono: Hard Disk: possono essere interni o esterni, e la capacità attuale supera i 600 GB di memoria. È possibile leggerne il contenuto, memorizzare dati e/o programmi, modificarli o eliminarli. Tecnologia di memorizzazione: magnetica; Floppy Disk: di tipo esterno, tecnologia di memorizzazione: magnetica, molto lenta e la capacità di memorizzazione e di 1,44 MB. Inizia a scomparire dalla circolazione; Chiavetta USB: detta anche pendrive, di tipo esterno, tecnologia di memorizzazione: elettronica, capacità attuale 8 GB; DVD/CD-ROM: memorie a sola lettura di tipo esterno, tecnologia di memorizzazione: ottica, capacità di memorizzazione: DVD 8 GB, CD-ROM 700 MB circa. Esistono anche versioni scrivibili e riscrivibili(occorre un'apposita periferica: masterizzatore DVD/CD). 3.5 Tipi di computer Gli elaboratori possono essere classificanti prendendo in considerazione differenti aspetti: dimensioni, prestazioni, capacità di memorizzazione, numero di utenti, periferiche collegabili,...: Mainframe: grande e veloce elaboratore, dotato di notevole capacità di memorizzazione, ad esso possono essere collegate molte periferiche. Sono utilizzati per applicazioni critiche soprattutto da grandi aziende ed imprese; Workstation:o postazione di lavoro, è una tipologia di destinato principalmente ad un utilizzo produttivo (da cui il suffisso work), e dall'avere alte prestazioni per poter assolvere compiti altamente professionali di vario genere; Personal Computer: computer di uso generico le cui dimensioni, prestazioni e prezzo lo rendono adatto alle esigenze di un singolo individuo; Laptop: è un comune computer portatile; Netbook: computer portatile di ridotte dimensioni destinati soprattutto alla navigazione in Internet e videoscrittura; Prof. Ing. Michele Salvemini 6/6