INFORMATICA GENERALE

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1 INFORMATICA GENERALE a.a. 2006/2007 COGNOMI A-L Silvano Antonelli -Ricevimento : durante il corso: Martedì ore presso Dipartimento di Informatica, Largo Pontecorvo 2 Stanza 394 negli altri periodi: su appuntamento posta elettronica : s.antonelli@humnet.unipi.it Pagina web : (programma, esami, date appelli) 1

2 Testi di riferimento Dennis P. Curtin, Kim Floley, Hunal Sen, Cathleen Morin Informatica di base 3/ed, McGraw-Hill,2005 M.R. Laganà, M- Righi, F. Romani " INFORMATICA Concetti e sperimentazioni", Apogeo,2003 L. Console, M. Ribaudo, U. Avalle" Introduzione all'informatica", UTET Libreria, Torino,2004 D. Sciuto, G. Buonanno, W. Fornaciari, L. Mari " Introduzione ai sistemi informatici", McGraw-Hill,1997 P. Tosoratti, G. Collinasi "Introduzione all'informatica", Seconda Edizione, Casa Editrice Ambrosiana, Milano 2

3 Linguaggio macchina Specifico per ogni tipo di CPU. Insieme delle istruzioni con codifica binaria eseguibili dalla CPU. Linguaggio assembler versione simbolica del linguaggio macchina traduzione in ling. macchina eseguita dall assemblatore (Linguaggi ad alto livello: nati per semplificare la scrittura di programmi) 3

4 Istruzioni del linguaggio macchina Codifica di operazioni elementari: tipo di operazione (ADD, MOVE, ecc.) localizzazione degli operandi (dati a cui applicare l operazione) destinazione del risultato Operandi e risultato possono trovarsi: in memoria principale nei registri interni alla ALU (R0, R1, R2, ) (l elab. dei dati nei registri e piu veloce) 4

5 Esempio di istruzioni (codifica a 16 bit) Operazione Destinazione Operando 1 Operando 2 4 bit 4 bit 4 bit 4 bit ADD R3 R0 R1 Addizione del contenuto dei registri R0 e R1 e memorizzazione del risultato in R3. 5

6 Esempio di istruzioni (codifica a 16 bit) Operazione Destinazione Costante 4 bit 4 bit 8 bit LOAD R7 M(5) STORE R8 M(9) Lettura della cella della memoria principale all indirizzo 5 e caricamento nel registro 7. Scrittura del contenuto del registro 8 in memoria principale nella cella di indirizzo 9. 6

7 Esecuzione di un istruzione (3 fasi) Fetch: caricamento dell istruzione dalla memoria in uno dei registri della CPU (anche le istruzioni, oltre ai dati, si trovano nella memoria principale!!) Decodifica dell istruzione Esecuzione dell istruzione (Schema generale: diversi tipi di istruzioni possono richiedere l esecuzione di altre fasi.) 7

8 Fetch dell istruzione ( IR M [PC] ) CU SR 0001 PC IR ALU R0 R1 R2 R ADD R3 R0 R Address Bus Data Bus Control Bus PC (Program Counter): indirizzo di memoria della cella contenente l istruzione da eseguire IR (Instruction Register): istruzione da eseguire dopo il fetch 8

9 Fetch dell istruzione ( IR M [PC] ) CU SR 0001 PC IR ALU R0 R1 R2 R ADD R3 R0 R read! Address Bus Data Bus Control Bus PC (Program Counter): indirizzo di memoria della cella contenente l istruzione da eseguire IR (Instruction Register): istruzione da eseguire dopo il fetch 9

10 Fetch dell istruzione ( IR M [PC] ) CU SR 0002 ADD R3 R0 R1 PC IR ALU R0 R1 R2 R ADD R3 R0 R read ADD R3 R0 R1 Address Bus Data Bus Control Bus PC (Program Counter): indirizzo di memoria della cella contenente l istruzione da eseguire IR (Instruction Register): istruzione da eseguire dopo il fetch 10

11 Decodifica dell istruzione CU SR 0002 ADD R3 R0 R1 PC IR ALU R0 R1 R2 R3.. La CU decodifica l istruzione e comunica alla ALU gli ordini per eseguire l operazione. La CU incrementa il PC (PC PC +1), ma non è detto che venga prelevata l istruzione in M [PC] ) (interrupt,salti,) 11

12 Esecuzione dell istruzione CU SR 0003 ADD R3 R0 R1 PC IR ALU La ALU esegue l operazione. R0 R1 R2 R Eventuali informazioni di stato sono memorizzate in SR (Status Register): flag Z (zero), V (overflow), N (negative), CY (carry). (L istruzione dell esempio non richiede altri accessi in memoria.) 12

13 Come si avvia un computer... Dove è contenuto il SO? Come si attiva? Come si disattiva? 13

14 Le Memorie ROM Read Only Memory Auto-diagnosi Inizializzazione delle componenti Controllo delle periferiche Caricamento nella RAM del Sistema Operativo 14

15 BIOS (Basic Input Output System) Risiede in una memoria speciale, non volatile in sola lettura (della famiglia delle ROM) è scritto al momento della costruzione del computer È un programma che permette di identificare le caratteristiche dell hw della macchina (processore, memoria, periferiche) identificare la parte di disco dove si trova l SO caricare in RAM le parti essenziali del sistema operativo e mandarlo in esecuzione 15

16 Bootstrap Applicazione della corrente elettrica esecuzione di programmi scritti in memorie ROM: diagnostica : test componenti HW caricamento S.O. : dalla memoria di massa (hard disk) caricamento di una prima parte del S.O. nella RAM, che gestisce poi il caricamento di una second parte del S.O.. quando l utente inizia a lavorare il S.O è già in esecuzione 16

17 Shutdown Operazioni preliminari allo spegnimento dell elaboratore. Memorizzazione nella memoria di massa di tutte le informazioni residenti su memorie volatili (RAM e buffer di dispositivi periferici). Spegnimento senza shutdown: crash con possibile perdita irreversibile di dati. 17