Elementi di Informatica cont d Chiara Epifanio

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1 cont d epifanio@math.unipa.it

2 Memoria secondaria La memoria secondaria o di massa Memoria secondaria (di vario tipo, più o meno veloce) MAGNETICA OTTICA ELETTRICA

3 Memoria secondaria (magnetica) La memoria magnetica Sfrutta le proprietà magnetiche dei metalli, orientando opportunamente le particelle metalliche sospese su un supporto. Ha grandi capacità a basso costo. Può avere differenti velocità di accesso. Può essere ad accesso casuale (si accede direttamente al dato richiesto) o ad accesso sequenziale (per accedere al dato richiesto si devono leggere tutti i dati che lo precedono). Possono essere removibili (quindi utili per trasportare dati da un computer ad un altro).

4 Memoria secondaria (magnetica) Il Floppy Disk È stato uno dei primi supporti di memoria magnetica removibile. È riscrivibile. Ha una capacità relativamente bassa. Ha una bassa velocità di accesso ai dati. I dati sono soggetti facilmente a deterioramento. Nel corso del tempo sono stati inventati dischetti con capacità sempre maggiore, tuttavia la capactià massima raggiunta è stata di circa 250 Mb. Ormai è in disuso.

5 Memoria secondaria (magnetica) Il Floppy Disk DISCHI A BASSA CAPACITÀ: Floppy Disk da 5,25 pollici (1,2 Mb) Floppy Disk da 3,5 pollici (1,44 Mb) DISCHI AD ALTA CAPACITÀ: Iomega zip (da 100 a 250 Mb) Super Disk (da 120 e 240 Mb) HiFD (200 Mb)

6 Memoria secondaria (magnetica) L Hard Disk o Disco Fisso È costituito da uno o più piatti in vetro, alluminio o ceramica ricoperti di particelle magnetiche orientate (in fase di lettura o scrittura) da una o più testine. Ha grandi capacità di memorizzazione (fino a 600 Gb e oltre). È riscrivibile. Ha un basso costo per Mb. È relativamente veloce nell accesso ai dati. Ha dimensioni anche piccole (fino a 1 pollice). È soggetto ad usura (ma non in tempi brevi) e a rotture improvvise.

7 Memoria secondaria (magnetica) La memoria a nastro È costituita da un nastro in materiale plastico ricoperto di particelle magnetiche orientate (in fase di lettura o scrittura) da una o più testine. È riscrivibile. Ha una elevata capacità di memorizzazione (>10 Gb). Ha un bassisimo costo per Mb. È una memoria ad accesso sequenziale, quindi molto lenta nell accesso ai dati. I dati sono soggetti a deterioramento. È usata per il backup (salvataggio di sicurezza) dei dati. È poco usato.

8 Memoria secondaria (ottica) La memoria ottica Sfrutta le proprietà ottiche di riflessione della luce (laser). Ha capacità sufficientemente grandi. È removibile. Accede ai dati in modo casuale, ma ha velocità di accesso relativamente alta. Può essere di sola lettura o riscrivibile. I dati sono poco soggetti ad usura e protetti dalla copia illegale. Ha un basso costo per Mb. È in continuo progresso. Non ha un formato standard.

9 Memoria secondaria (ottica) La memoria ottica DISCHI NON RISCRIVIBILI: Compact Disc-R (da 650 a 800 Mb) DVD-R (da 4,6 a 17 Gb) Laser Disc (700 Mb) HD-DVD (fino a 45 Gb) Blu-ray Disc (f 50 Gb ma fino a 500 Gb teorici) DISCHI RISCRIVIBILI: Compact Disc-RW (da 650 a 800 Mb) DVD-RW (da 4,6 e 17 Gb) HD-DVD (fino a 45 Gb) Blu-ray Disc (50 Gb ma fino a 500 Gb teorici)

10 Memoria secondaria (elettrica) La memoria flash È una memoria di tipo elettrico ma è PERSISTENTE. Sono removibili. Hanno capacità di memorizzazione abbastanza grandi (fino a 8 Gb e oltre). Sono riscrivibili. Hanno un basso costo per Mb. Sono relativamente veloci nell accesso ai dati. Hanno dimensioni molto piccole. Hanno forme diverse e sono usate in dispositivi diversi (PDA, Fotocamere, Lettori Mp3, Pen Drive )

11 Memoria secondaria Altri tipi o funzioni di memoria Sono particolari tipi di memoria o aree di altre memorie fisiche riservate per particolari funzioni. Servono per velocizzare l accesso ai dati e l esecuzione dei programmi. Nel caso si tratti di memorie fisiche sono di tipo elettrico, riscrivibili, volatili e molto veloci, ma hanno un elevato costo per Mb. Hanno capacità molto piccole.

12 Memorie speciali Altri tipi o funzioni di memoria LA MEMORIA CACHE. IL BUFFER LA MEMORIA VIRTUALE

13 Memorie speciali La memoria cache Durante l esecuzione di un programma si accede ripetutamente agli stessi dati o alle stesse istruzioni. Per evitare che il processore acceda ogni volta alla memoria di sistema (RAM) per leggere la stessa locazione di memoria, con relativa perdita di tempo, si copiano i dati e le istruzioni di uso frequente (o probabilmente tali) in una speciale memoria molto più veloce della RAM. Questa memoria si chiama CACHE ed ha dimensioni molto piccole per via del costo molto elevato. Se è posta internamente al processore si chiama CACHE DI 1 LIVELLO o L1. Se è posta esternamente, ma comunque, molto vicino al processore si chiama CACHE DI 2 LIVELLO o L2.

14 Memorie speciali Il buffer È una particolare area della memoria di sistema (RAM) o di altre memorie fisiche riservata per particolari funzioni o dati e serve per velocizzare l esecuzione delle istruzioni. I buffer hanno molteplici funzioni per esempio: Tengono in memoria i dati inseriti tramite tastiera, mouse o altre periferiche fintantoché non vengono passati alla CPU. Memorizzano temporaneamente alcuni dati usati nella funzione di taglia e incolla (clipboard). Tengono in memoria i dati da inviare alla stampante durante il processo di stampa.

15 Memorie speciali La memoria virtuale Durante l esecuzione di un programma i dati e le istruzioni possono eccedere la quantità disponibile di memoria di sistema (RAM), anche se questa è molto grande. Per evitare che si verifichi la saturazione della memoria di sistema, con conseguente blocco del programma, si ricorre alla memoria virtuale. La memoria virtuale è una parte della memoria di massa (Hard Disk) in cui il sistema operativo o i programmi memorizzano i dati o le istruzioni che non è possibile memorizzare nella RAM. L accesso ai dati contenuti nella memoria virtuale è più lento di quello della RAM, tuttavia si ha il pregio di poter disporre di una quantità maggiore di memoria dove allocare dati e istruzioni.

16 Memorie speciali La memoria virtuale I dati copiati dalla RAM alla memoria virtuale (Hard Disk) sono contenuti in un particolare file dell Hard Disk che viene chiamato SWAP FILE. I dati possono passare dalla memoria virtuale alla RAM. Dopo l esecuzione del programma il file così creato viene cancellato o ridimensionato.

17 Memoria Tempi di accesso di alcuni tipi di memoria Tipo Dimensioni indicative Tempo di accesso Velocità di trasferimento in Mb/sec Registri < 1 Kb < 0,5 ns Cache < 1 Mb < 10 ns Memoria centrale (RAM) < 4 Gb < 100 ns Hard Disk > 80 Gb < 10 ms Nastri > 10 Gb ~ 100 ms 1

18 Memoria Gerarchia dei vari tipi di memoria Più veloce Registri CPU Cache L1 Cache L2 Memoria centrale Memoria magnetica/ottica/flash Nastro magnetico Più economica

19 Scheda madre La scheda madre (mother board) In essa si alloggiano: il processore, la memoria RAM, le porte di I/O, le memorie si massa, il BIOS, le schede di espansione, ecc. Contiene i bus di sistema e vari altri bus e circuiti di controllo (chip)

20 In realtà. Coprocessori Multiprocessori

21 Le prestazioni dei computer I principali fattori che influiscono sulle prestazioni di un computer sono: Tipo di CPU Velocità della CPU Dimensione della RAM Velocità e dimensione dell hard disk

22 Input I dispositivi di input Tastiera Mouse Track Ball Touch Pad Tavoletta Grafica Penna ottica Lettori di codici a barre Joystick Microfono Scanner Fotocamera e videocamera digitale.

23 Input Lo scanner Serve per digitalizzare (convertire in formato digitale) le immagini o i testi stampati su carta. Se si dispone di un programma OCR (Optical Character Recognition) si può convertire un testo stampato in un documento digitale che è poi possibile modificare, invertendo così il processo di stampa.

24 Output I dispositivi di output Monitor Stampante Plotter Casse acustiche Cuffie Sintetizzatori vocali Display digitali Dispositivi Bluetooth

25 Output Il monitor Serve a visualizzare un output di tipo grafico. Può essere a tubo catodico (CRT) o a cristalli liquidi (LCD). L ampiezza dello schermo viene misurata in pollici lungo la diagonale e varia da 5 o 6 fino a 30 e più pollici. Il formato tipico e 4:3 o 16:9 (i due numeri indicano il rapporto tra larghezza e altezza dello schermo). Monitor CRT Monitor LCD

26 Output La stampante Serve a produrre un output di tipo cartaceo. Può essere a colori o in bianco e nero. Può usare varie tecnologia di stampa (aghi, getto di inchiostro, laser, ecc.). Può stampare su vari supporti (carta comune, cartoncino, carta fotografica, lucidi, ecc.) e su vari formati di carta (A4, A3, A2, A0, modulo continuo ecc.). Laser A getto d inchiostro Ad aghi

27 Riassumendo

28 Computer Il computer È costituito da una scatola (case) al cui interno si trovano, o si possono trovare: La scheda madre La CPU La RAM Il floppy disk L hard disk Il lettore/masterizzatore CD-DVD Il lettore di schede di memorie I dispositivi di input (tastiera, mouse, ) I dispositivi di output (monitor, stampante, )

29 Input: la fase di input consiste nell immissione di dati nel computer. I dispositivi di input più diffusi sono la tastiera, lo scanner, il mouse, il microfono, I dati da inserire possono essere testi, numeri, immagini o suoni. Distribuzione: i dati possono essere stampati e distribuiti, o trasmessi direttamente da un computer all altro, oppure trasmessi direttamente da un computer ad un altro. Elaborazione: una volta inseriti nel computer i dati possono essere elaborati, ad esempio, si può paragonare, classificare o sommare numeri, formattare un testo, creare o modificare immagini e suoni. Memorizzazione: i dati e i programmi al momento non utilizzati vengono memorizzati su appositi nastri o dischi in modo da poter essere recuperati in qualsiasi momento. Output: Per vedere/ascoltare il risultato dell elaborazione sono necessari dei dispositivi di output, come lo schermo, la stampante e le casse.