Il computer. Elementi di Informatica. Il computer. Informatica. Il Bit. Il computer. Architettura degli elaboratori CALCOLATORE

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1 Elementi di Informatica Il computer CALCOLATORE Architettura degli elaboratori Macchina costituita da dispositii di diersa natura (meccanici, elettrici, ottici,.), in grado di elaborare dati in modo automatico, eloce, sicuro ed efficiente Macchina Prio di intelligenza autonoma Elettronico Ha bisogno di corrente elettrica Elaborare dati Riceere, manipolare, restituire Informatica Il computer Dal francese Information automatique CALCOLATORE Processi e tecnologie che consentono il trattamento automatico e razionale delle informazioni Progettazione degli strumenti che concretizzano tali funzioni Automatico Può funzionare senza ausilio dell uomo ma dopo una adeguata programmazione e l aio Digitale Digit = cifra Opera su numeri che rappresentano oggetti dopo una decodifica. Non in analogico Il computer Il Bit CALCOLATORE Macchina costituita da dispositii di diersa natura (meccanici, elettrici, ottici,.), in grado di elaborare dati in modo automatico, eloce, sicuro ed efficiente binary information unit Unita minima di informazione Corrisponde al 1 o 0 Corrisponde al ero o falso Corrisponde ad acceso o spento

2 Immaginiamo Le principali funzioni che un calcolatore dee solgere sono: riceere dati, memorizzare dati e programmi, elaborare, controllare l esattezza delle operazioni eseguite, permettere l uscita dei risultati. Unità di misura per la memorizzazione delle informazioni Simbolo in Bit in Byte in potenze di 2 1 b (bit) 1 1/8 21 = 2 stati 1 B (byte) = 256 caratteri Tipi di calcolatori 1 KB ( kilobyte) byte 1 MB (megabyte) byte 1 GB (gigabyte) byte 1 TB (terabyte) byte CIRCUITI ELETTRICI MICRO PROGRAMMAZIONE SISTEMA OPERATIVO LINGUAGGI SIMBOLICI DI MEDIO E ALTO LIVELLO HARDWARE (Hard=duro, Ware=componente) Parte fisica del computer Componente meccanica FIRMWARE Una ia di mezzo Software non modificabile memorizzato nell hardware (ROM, Cd) SOFTWARE Soft=soffice, Ware= componente Parte logica del sistema Programmi di gestione del sistema PDA -Personal Digital Assistant Sono dispositii mobili dalle ridotte dimensioni e capacità di memoria spesso tascabili ma con le stesse caratteristiche dei computer più grandi

3 SMARTPHONE PERSONAL COMPUTER (PC) Si tratta di un dispositio mobile rappresentato da un telefono cellulare con abbinate le funzioni di un PDA. La caratteristica più interessante degli smartphone è la possibilità di installari ulteriori applicazioni, chiamate App che aggiungono nuoe funzionalità. È il computer più diffuso al mondo, con la caratteristica principale di aere un prezzo non eccessio in rapporto alla capacità di elaborazione. Tablet Pc Mainframe Si tratta di un computer portatile formato dal solo schermo consente di interagire con esso grazie allo schermo touch screen. Possiede una noteole potenza di calcolo. Si tratta di grandi calcolatori centrali che, rispetto ai mini computer, possono collegare centinaia di terminali. Il loro utilizzo è fondamentale in tutti quegli ambiti che richiedono capacità di calcolo molto superiori a quelle consentite dai mini computer o dai personal computer. LAPTOP Super computer 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 potenze di calcolo estremamente eleate dedicato ad eseguire calcoli a eleate prestazioni. Presenti presso centri di ricerca uniersitari o aziende priate o militari

4 Case Il contenitore della parte centrale del computer La scatola cranica del computer Scheda madre Ruolo di gestire le comunicazione tra tutte le componenti del computer Vengono collegate tutte le parti del PC Tipi Desktop Tower Integrati con il monitor Tipi di Case Alimentatore Alimenta tutti i dispositii Fornito di entola per il raffreddamento Nei portatili è esterno oppure usano batterie (le ultime sono al litio) CPU Central Processing Unit Nucleo di tutto il sistema di elaborazione l'hardware all'interno di un calcolatore che esegue le istruzioni di un programma.

5 Attenzione Elementi della CPU Microprocessore E il dispositio presente nel computer La CPU La funzione solta dal microprocessore UNITÀ DI CONTROLLO: il cuore dell'intero sistema di elaborazione controlla il funzionamento di tutti gli altri elementi che compongono il sistema di elaborazione. ha il compito di decodificare e interpretare istruzioni Elementi della CPU L'UNITÀ ARITMETICO LOGICA : detta ALU (Aritmetic Logic Unit), realizza le principali funzioni logiche esegue le operazioni aritmetiche elementari e di confronto, Elementi della CPU Qual'è il più eloce? I REGISTRI: I ari tipi di CPU presenti sul mercato si differenziano in base memoria con funzioni ben definite. alla classe, I registri sono poco capienti al massimo 64 alla frequenza del clock e bit ma molto eloci però alla dimensione dei registri memorizzano le informazioni in modo non permanente.

6 La classe Esempi Dipende dalla marca Intel: 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II,Pentium III, Pentium IV, Celeron, Centrino, Pentium Dual Core, Pentium Core 2 Duo, i3, i5,i7 AMD: Sempron, Athlon, Phenom Più la classe è recente più è performante Frequenza di clock La frequenza di clock misura i "battiti del cuore" del computer Unità di memoria. Sono dispositii aenti la funzione di memorizzare dati e programmi. Il clock è un orologio molto eloce un computer che laora a 4 GHz (o 4000 MHz) esegue quattro miliardi di azioni elementari al secondo CAPIENTI VELOCI BASSI COSTI Parola L'insieme di bit che possono essere iniate e riceute con un'unica lettura/scrittura Multipli di 8 bit Sistemi a 32bit o 64bit La capienza dei registi comanda il sistema Tipi di memoria La memoria primaria: è una memoria eloce, direttamente utilizzabile dalla CPU per eseguire le operazioni richieste dal programma Si suddiide in: Registri Cache RAM ROM

7 Tipi di memoria La memoria primaria: è una memoria eloce, direttamente utilizzabile dalla CPU per eseguire le operazioni richieste dal programma LA RAM Si suddiide in: Registri Cache RAM ROM La memoria secondaria: è una memoria più lenta sulla quale la CPU non può laorare direttamente, Tipi di memoria ma sulla quale immagazzina grandi quantità di dati. La memoria centrale Ram Dispositio elettronico in grado di contenere tutte le informazioni necessarie per l elaborazione dei dati (dati, istruzioni, risultati intermedi) Dee permettere di scriere, di leggere, di conserare (una operazione per olta) Grandezza anche maggiori di 8 GB CPU Gerarchia di memorie Dimensioni Velocità Costo/bit Registri min max max Cache Come a considerata Come un insieme di celle doe o i è corrente (1) o non i è corrente (0) Memoria centrale Dischi magnetici / ottici Nastri magnetici max min min Ogni dato può essere espresso in binario Ogni dato può essere espresso come sequenza di celle spente o accese

8 Tipi di memoria Ram (random access memory) Casuale (accesso celle non dipende dal contenuto) Cella indiiduata dall indirizzo Volatile (perde il contenuto una olta manca l alimentazione elettrica) Più grande più eloce computer Esempi Tipi di Ram Cache Statiche (SRAM) Veloci Costose Dinamiche (DRAM) Poco costose Continui refresh SDRAM (synchronous DRAM) Usate comunemente Sincronizzate con il clock della CPU Più eloce RAM e costosa Meno capiente Tra Cpu e Ram Per istruzioni o dati molto richiesti Dimensioni aria a 3 o 4 MB nei portatili e fino a 6 MB nei computer desktop. Tre lielli DDR SDRAM, Tipi di Ram Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory (in italiano "memoria dinamica ad accesso casuale sincrona a doppia elocità") Esempi

9 Esempi Il BIOS Memorizza tutte le caratteristiche di Base del computer Permette al sistema operatio di sapere come funziona il calcolatore Permette di aiare il computer Esempi Prom Tipi di memoria Programmabili una sola olta Eprom Cancellabile con una radiazione ultra ioletta per 15 enti minuti Tutta la memoria cancellata Riprogrammazione un numero limitato di olte Riprogrammazione off-line Proteggere raggi del sole ROM Sola lettura Memorizzata dalla società costruttrice Per memorizzare parti di laoro particolarmente importanti (Bios) Permette l aio del sistema 4KB EEROM o E2ROM Tipi di memoria Cancellazione in pochi secondi Cancellazione singola cella Tensioni basse Permettono l aggiornamento del BIOS

10 simili alle EEPROM Flash-EPROM si programmano elettricamente direttamente sulla piastra sono più eloci e sono programmabili per settori. usate come memorie a lettura-scrittura. anche definite Flash-ROM. Trasportabilità, non richiede alimentazione elettrica per mantenere i dati