obiettivo del corso formare gli allievi affinché diventino utilizzatori consapevoli di sistemi di elaborazione per ufficio

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1 obiettivo del corso formare gli allievi affinché diventino utilizzatori consapevoli di sistemi di elaborazione per ufficio ing. Angelo B. Capodieci - Università del Salento - Scienze dell Amministrazione e Politiche del Territorio Servizio Sociale Sociologia

2 Programma del corso 1. Come è fatto e come funziona un computer (architettura dei sistemi di elaborazione) 2. Sistema operativo 3. Internet e l utilizzo di reti 4. Firma digitale e PEC

3 Libri di testo Lucidi delle lezioni, fotocopie e testo da verificare

4 Valutazione dell apprendimento 1. Scritto: test a risposta chiusa

5 Ricevimento studenti Dopo le lezioni o per appuntamento

6 Il nostro approccio Dall interno verso l esterno Descrizione degli elementi fondamentali e funzionalità offerte dai computer

7 Definizione L informatica è la scienza della rappresentazione e della elaborazione dell informazione Scienza: l elaborazione avviene in maniera sistematica e rigorosa e quindi può essere automatizzata

8 Scienza: l elaborazione avviene in maniera sistematica e rigorosa e quindi può essere automatizzata Come? Attraverso una sequenza precisa di operazioni (Algoritmo)

9 Algoritmo Sequenza di passi definiti con precisione che portano alla realizzazione di un compito Esempi Ricetta di cucina Istruzioni di un elettrodomestico Calcolo di un minimo comune multiplo È essenziale che l algoritmo sia comprensibile dal suo esecutore

10 Nell informatica vi è un legame fondamentale tra Algoritmo ed esecutore cioè il personal computer (pc) Il pc è un esecutore di algoritmi, o più semplicemente di programmi, scritti in un linguaggio che esso può comprende Il calcolatore esegue passo dopo passo le istruzioni contenute in un programma e se ci sono errori di scrittura non può evitarli allora si pianta

11 Gli esecutori di algoritmi sono i sistemi informatici Un sistema informatico è un oggetto complesso costituito da molte parti che interagiscono tra loro Studiare l architettura dei sistemi informatici vuole dire: individuare ciascuna parte comprendere i principi di funzionamento

12 Prima suddivisione Hardware: componenti fisici Software: programmi

13 Architettura di un PC PC = Hardware + Software

14 Il Falegname Ha una falegnameria (con un banco di lavoro e degli attrezzi) Riceve un ordine (tagliare due pezzi di legno 5x6x10) Ritira il legno Consegna il lavoro Il lavoro deve farlo bene e deve consegnarlo quanto prima Da cosa dipende la velocità?

15 Velocità Dalla capacità del falegname nel fare le operazioni tipiche del suo mestiere Dalla grandezza del banco di lavoro Dalla velocità con cui gli arriva il legno

16 Componenti fondamentali di una falegnameria Banco di lavoro falegname Prodotto finito legna ordini

17 Componenti fondamentali di un sistema informatico memoria processore Input e output dischi programmi

18 Il processore È l elemento che esegue le istruzioni contenute nei programmi, sono istruzioni molto semplici di tipo matematico logico: addiziona, sottrai, confronta memoria processore programmi Input e output dischi

19 La memoria Non ha nessuna similitudine con la memoria umana! È il luogo di lavoro del processore memoria processore programmi Input e output dischi

20 Sistemi di Input e output Insieme di componenti che gestiscono il trasferimento delle informazioni da e per il processore verso le periferiche (tastiera, video, stampante, etc..) memoria processore programmi Input e output dischi

21 Programmi Insieme di istruzioni che il processore può comprendere, scritte in sequenza allo scopo di ottenere un risultato dal processore. Esempio: somma 4 con 5 e invia il risultato al monitor. memoria processore programmi Input e output dischi

22 Processore (o microprocessore) Un computer serve per eseguire istruzioni raggruppate in un programma Chi esegue queste istruzioni è il microprocessore

23 I compiti del microprocessore Leggere e scrivere dalla memoria Riconoscere ed eseguire un insieme finito di istruzioni Comandare gli altri componenti È l unico componente che distingue se l informazione rappresenta un dato o una istruzione

24 La memoria È il luogo temporaneo dove il microprocessore mette le informazioni su cui sta lavorando, così come il falegname non lavora tenendo tutto i mano, il microprocessore non opera con le istruzioni e con i numero usando solo le sue parti Non è permanente! Non è una memoria in senso classico Un campo di calcio dopo una partita viene abbandonato ed utilizzato per un altra partita

25 La memoria Non distingue i dati dalle istruzioni Per la memoria sono tutte informazioni da memorizzare temporaneamente al solo scopo di servire il microprocessore Così come su un foglio di carta si possono scrivere tante cose diverse (conti, poesie,..), ma solo voi capite la differenza, anche nella memoria si scrivono informazioni diverse, ma solo il microprocessore ne capisce il senso È più simile ad una lavagna che ad un foglio di carta

26 La memoria e il microprocessore Formano un mondo chiuso I dispositivi di input ed output aprono questo mondo e permettono di comunicare i risultati delle elaborazioni agli utenti

27 I dispositivi di I/O Input: Mouse Tastiera Touch screen Dischi Modem Output: Monitor Stampante Dischi Modem Altoparlanti Touch screen

28 I programmi Indicano al computer quali operazioni deve eseguire Di sistema: Servono per far funzionare la macchina correttamente. Esempio: cosa deve fare quando si accende. applicativi: Risolve un esigenza specifica di uno o più utenti

29 Funzionamento interno memoria processore 3 1 Add 2, 1 Sub 2,1 Il microprocessore è un sistema elettronico, quindi usa la corrente per funzionare, ma come può capire che vogliamo sommare 2 ad 1?

30 Funzionamento interno Il modo più semplice per trattare con i circuiti elettrici è quello di verificare la presenza o meno di una corrente, usiamo allora dei fili a cui mettiamo o togliamo corrente; in questo modo comunichiamo al microprocessore le nostre intenzioni Ci costruiamo un codice

31 Funzionamento interno Ipotesi di partenza per il nostro esempio 1. Il microprocessore sa fare solo due operazioni (add e sub) 2. Il microprocessore riconosce solo numeri che vanno da 0 a 3 3. Riceve le informazioni togliendo o mettendo una tensione ai capi dei suoi terminali elettrici (F 0, F 1, F 2 ), entro un certo tempo T

32 Funzionamento interno comandi F 0 Tempo microprocessore dato F 1 F comando F 0 F 1 F add 0 dati sub 1 Con un filo 2 possibili combinazioni (2 1 ) Con 2 fili 4 possibili combinazioni (2 2 ) 3 1 1

33 Operazione da eseguire: add 2,1 comandi 0 F 0 comando F 0 add 0 sub 1 Tempo T = 1 microprocessore F 1 dati 1 0 F 2 Con un filo 2 possibili combinazioni (2 1 ) Con 2 fili 4 possibili combinazioni (2 2 ) dato F 1 F

34 Operazione da eseguire: add 2,1 comandi 0 F 0 comando F 0 add 0 sub 1 Tempo T = 2 microprocessore F 1 dati 0 1 F 2 Con un filo 2 possibili combinazioni (2 1 ) Con 2 fili 4 possibili combinazioni (2 2 ) dato F 1 F

35 Operazione da eseguire: add 2,1 Tensione da applicare ai fili: Tempo T= 1 F 0 =0, F 1 =1, F 2 =0 Tempo T= 2 F 0 =0, F 1 =0, F2= 1 comando F 0 add 0 dato F 1 F sub 1 Con un filo 2 possibili combinazioni (2 1 ) Con 2 fili 4 possibili combinazioni (2 2 ) 3 1 1

36 osservazioni Concetto di tempo (clock): a T= 1 applico un insieme di valori che il processore interpreta come 2 (1,0) a T=2 applico un insieme di valori che il processore interpreta come 1 (0,1) Concetto di Filo (bit): A un filo posso applicare il valore 0 oppure 1

37 bit binary digit Corrisponde allo stato di un dispositivo fisico (tensione sui fili), valori possibili 0, 1 Più fili ho a disposizione più numeri riesco a rappresentare Con due fili posso rappresentare solo 4 numeri Con 3 fino a otto numeri Con 4 fino a 16 Con 8 fino a 256. Se ho a disposizione tanti fili posso addirittura mettere gli addendi contemporaneamente e quindi fare l operazione usando solo il tempo T=1 64 bit sono il numero di fili di cui è dotato un normale processore attuale

38 clock È un metronomo e scandisce il ritmo di funzionamento del processore Il clock fornisce un impulso elettrico ad intervalli regolari grazie alle vibrazioni di un cristallo di quarzo le cui molecole vibrano a milioni di cicli al secondo.

39 clock Il tempo scandito dal clock deve essere in sintonia con il tempo con cui lavora il microprocessore: Se il clock è lento rispetto a quanto riesce a fare il processore allora vuole dire che questo lavoro sotto le sue capacità (cioè perdo del tempo) Se il clock è più veloce rispetto a quanto riesce a fare il processore allora vuole dire il processore non ha finito di fare una operazione che gli vengono cambiati i dati ai suoi fili, e quindi ci sono errori

40 clock Come si misura Se il processore ha bisogno di mezzo secondo per completare una lettura dei suoi fili vuole dire che è capace di fare 2 letture (cicli) in un secondo Cicli del processore (Hz)= 1/clock Nell esempio C = 1/0,5= 2 Hz

41 clock Come si misura Se il processore è riesce a fare 1000 milioni di cicli in un secondo quanto tempo gli occorre per fare 1 ciclo? Tempo (sec) = 1/1000 milioni Che è un tempo piccolissimo. (1000 milioni di cicli al secondo valore dei processori attuali) Fine prima lezione

42 Riepilogo della prima lezione Definizione di Informatica Architettura del sistemi informatici: i 5 elementi di base di un calcolatore elettronico Il bit Il clock

43 Sommario della seconda lezione Digitale e analogico, differenze Concetto di byte e suoi multipli Descrizione fisica della memoria (celle e indirizzi) Differenti tipi di memoria (RAM e ROM) Introduzione al bus (velocità di trasmissione) Le memorie di massa, funzioni e diversi tipi

44 Digitale e analogico (rappresentazione dei dati) I dati possono essere rappresentati in due modalità a seconda dei mezzi fisici utilizzati: Analogico quando esiste un analogia diretta tra valori della grandezza e i dati da rappresentare (contachilometri della macchina, quadrante e lancette dell orologio) calcolo visivo per analogia Digitale modalità di rappresentazione con la quale il dato viene codificato impiegando entità distinte individualmente (esempio singole cifre) e organizzate secondo un codice (display di cifre, semaforo.)

45 Digitale e analogico (manipolazione dei dati) I dati possono essere manipolati in due modalità a seconda dei mezzi fisici utilizzati: Analogico quando esiste un analogia diretta tra valori della grandezza e i dati da manipolare (registrazione di un suono su una cassetta musicale tradizionale) Digitale modalità di manipolazione con la quale il dato viene codificato impiegando entità distinte individualmente (esempio singoli bit) e organizzate secondo un codice (codice binario.)

46 analogico Una grandezza fisica durante la manipolazione non viene convertita, rimane la stessa, viene ingrandita, rimpicciolita, distorta, senza mai essere decomposta prima dopo

47 digitale Una grandezza fisica durante la manipolazione viene convertita, viene decomposta, per poi, se necessario, essere riconvertita nel formato originale prima dopo

48 La conversione da analogico digitale consiste nel fotografare ad intervalli regolari il segnale continuo e assegnare, ai campioni acquisiti, una sequenza di 0 ed 1. La frequenza con cui sono presi i campioni deve essere almeno il doppio della banda del segnale considerato. La figura 2 mostra il processo di campionamento di una forma d'onda sinusoidale.

49 digitale Misuro il valore della grandezza dopo un certo tempo, poi utilizzo un certo numero di cifre per rappresentare ogni valore rilevato. Sequenza di valori rilevati: etc più valori rilevo meglio è Poi trasformo ogni singolo valore in una sequenza di bit che lo rappresenta, se ho a disposizione pochi bit allora i numeri che posso rappresentare sono pochi quindi faccio delle approssimazioni, se ho molti fili (bit) riesco ad essere più preciso Vantaggi: quando trasmetto l informazione, sono sicuro di non perdere niente Svantaggi: quando codifico l informazione, posso perdere qualcosa

50 multipli di bit Un gruppo di 8 bit si chiama byte Un byte può assumere 256 valori diversi 1 KByte = 1024 byte = 2 10 (aprox. mille) 1 MByte = (1024 x 1024) byte = 2 20 (aprox. milione) 1 GByte = (1024 x 1024 x 1024) byte = 2 30 (aprox. miliardo) 1 TByte = (1024 x 1024 x 1024 x 1024) byte = 2 40 (aprox. Mille miliardi)

51 Memoria (banco di lavoro) La memoria viene utilizzata dal processore per appoggiare temporaneamente istruzioni e dati, sotto forma di bit (0,1). Sono un certo numero di celle elettroniche in cui il processore va a mettere il valore desiderato Ogni cella ha un indirizzo, il processore conosce questo indirizzo.

52 memoria La memoria ha un certo numero di fili dove il processore invia l informazione che vuole trasmettergli La memoria ha un certo numero di fili che permettono al processore di specificare da quale punto quell informazione deve essere scritta

53 Bus indirizzi memoria... 0 indirizzi dati Bus dati processore

54 Memoria RAM (Random Access Memory) Un computer ha parole della stessa lunghezza. La lunghezza di una parola di memoria é sempre multiplo di 8. Lunghezza tipiche: 8,16,32,64 bit Ogni cella ha un suo indirizzo che la individua univocamente Si accede direttamente ad una cella, senza passare da quelle precedenti, per questo si chiama così

55 Memoria concetto di località Località spaziale: quando si accede all indirizzo A, è molto probabile che gli accessi successivi richiedano celle vicine ad A. Località temporale: quando si accede all indirizzo A, è molto probabile negli accessi successivi si richieda di nuovo la cella A.

56 Come si sfrutta la località (cache) Memoria molto veloce ma piccola in capacità Si trova generalmente nel processore Esistono diversi livelli di cache (L1, L2, L3)

57 Memoria ROM (Read Only Memory) Questo tipo di memoria può essere solo letto, il che garantisce da eventuali danneggiamenti involontari serve per caricare programmi e dati necessari per il corretto funzionamento del sistema

58 Memoria, fattori di qualità La sua grandezza (64 MByte, 128 MByte, 1 GByte,..) Il tempo per rispondere ad una richiesta (60 ns)

59 Microprocessore e architetture moderne Uso di diverse gerarchie di memorie: memorie cache memoria di massa memoria ram Dai 10 ai 100 millisecondi 50 nanosecondi 10 nanosecondi Bilanciando opportunamente l uso delle diverse memorie si aumenta la velocità del processore

60 Comunicazione con sistemi di I/O simile alla comunicazione processore-memoria Allo stesso modo avviene la comunicazione con il sistema I/O. Qui il processore specifica il nome della periferica processore.. Sistemi di I/O monitor stampante tastiera Bus dati...

61 Tempo necessario a trasferire l informazione nel bus In una linea di trasmissione (bus) è necessario un certo tempo T per poter trasferire l informazione. Questo tempo permette di essere sicuri che è avvenuto il trasferimento, dipende dalle caratteristiche fisiche della linea, si misura in numero di trasmissioni possibili in un secondo quindi è una frequenza (Hz)

62 Velocità di trasmissione in un bus Se un bus funziona ad una frequenza di 10 trasmissioni possibili al secondo (10 Hz) ed è costituito da un filo allora in un secondo riesco a trasferire 10 bit, se aumento il numero di fili per esempio lo porto a 8 riesco a trasferire 80 bit al secondo. Se ho un bus a 64 bit ad una frequenza di 33 MHz Velocità = 264 Mbyte/sec

63 Parti esterne Unità centrale Monitor Tastiera Mouse altre periferiche utili: altoparlanti, stampante, modem, etc...

64 Unità centrale - retro Altoparlanti Mouse e tastiera Ventola di raffreddamento Porta parallela Porta seriale Espansioni Ingresso AC Ingresso AC Monitor

65 pc porte comuni Porte USB Telefono (RJ11) Video (VGA) Rete (RJ45) Parallela (Centronics/DB-25) Seriale (RS-232)

66 Schema logico e corrispondente fisico

67 Esempio di scheda madre Sono evidenti gli slot di espansione

68 Schema di piastra madre

69 Unità centrale - Organizzazione logica Microprocessore ing. Angelo B. Capodieci - Università del Salento - Facoltà di Giurisprudenza - Corso di Fondamenti di Informatica -

70 Piastra madre E la componente principale di un PC su di essa sono collocati tutte le componenti elettroniche in grado di far funzionare un PC. Tra i chip: microprocessore clock di sistema memoria memoria a sola lettura (ROM)

71 Alimentatore Connettore di corrente: quello con i contatti metallici visibili (maschio); il cavo di alimentazione é femmina ed evita possibili scosse in fase di montaggio connettore femmina presente (non su tutti i computer) è un connettore di output. Serve ad alimentare un dispositivo esterno, esempio un monitor. L alimentatore riceve corrente alternata e la trasforma in corrente continua a e +5 volt, inoltre agisce da stabilizzatore nei confronti delle irregolarità nel flusso di corrente. La capacità di un alimentatore pone limite al numero di componenti opzionali installabili

72 Unità di memoria di massa A cosa servono? 1. Custodire archivi per utilizzo personale 2. Custodire archivi per utilizzo di sistema 3. Come piano di appoggio (swap) quando la memoria RAM non basta.

73 Unità di memoria di massa Disco di rigido con parti in movimento floppy disk (ormai estinto) CDROM DVD Memory card e flash disk (chiavetta USB)

74 Floppy disk Capacità: 1,44 MB di dati (ma anche 720 KB) Linguetta di protezione in scrittura Protezione in metallo

75 Floppy disk All interno esiste un disco le cui superfici sono ricoperte di materiale magnetico un floppy disk contiene 2 superfici sulle quali viene effettuata la memorizzazione dei dati Bassa velocità di rotazione e contatto con l aria

76 Disco Fisso (Hard disk) Capacità superiore al GB (1.000 MB), in commercio si trovano dischi da GB e 1, 2 TB la tecnologia è in continua evoluzione e produce dischi fissi di capacità sempre maggiore, sempre più veloci e sempre più economici.

77 Disco fisso La memorizzazione dei dati é basata sul principio della registrazione magnetica. Le superfici sono ricoperte da un sottilissimo strato di ossidi di ferro che vengono appositamente orientati e in questo modo registrano l informazione La superficie é trattata come un insieme di punti ciascuno trattato come un bit e impostato all equivalente magnetico 0 oppure 1.

78 Principio di funzionamento di un Disco fisso Un certo numero di dischi é impilato su un perno centrale. Ogni disco é ricoperto da una pellicola magnetica su entrambe le superfici Ogni superficie ha una serie di cerchi concentrici detti tracce Ogni superficie é inoltre divisa in spicchi detti settori Il numero di settori e di tracce determina la capacità di un disco.

79 Principio di funzionamento di un Disco fisso La scrittura avviene per Blocchi di informazione in uno specifico settore, una specifica traccia e una specifica superficie. Per individuare il punto preciso é sufficiente avere quindi una terna di valori che indicano rispettivamente: settore traccia superficie La lettura o scrittura avviene tramite una testina di lettura/scrittura per superficie. Ogni superficie ha la sua testina di lettura/scrittura.

80 Disco rigido Struttura della superficie di un piatto: A) Traccia B) Settore C) Settore di una traccia D) Cluster, insieme di settori contigui

81 Disco rigido Traccia (track): sequenza circolare di bit scritta mentre il disco compie una rotazione completa la larghezza di una traccia dipende dalla dimensione della testina e dall accuratezza con cui la si può posizionare; la densità radiale va da 800 a 2000 tracce per centimetro (5-10 µm per traccia); tra una traccia e l altra c è un piccolo spazio di separazione (gap). Struttura della superficie di un piatto: A) Traccia B) Settore C) Settore di una traccia D) Cluster, insieme di settori contigui

82 Tempo di accesso T (accesso) = T (seek) + T (lat) T (accesso) = tempo necessario per raggiungere l informazione memorizzata T (seek) = tempo si posizionamento sulla traccia T (lat) = tempo di posizionamento sul settore (di solito pari alla metà del tempo di rotazione del dispositivo)

83 Disco rigido Settore (sector): parte di una traccia corrispondente a un settore circolare del disco un settore contiene 512 byte di dati, preceduti da un preambolo, e seguiti da un codice di correzione degli errori; la densità lineare è di circa kbit per cm ( µm per bit); tra settori consecutivi si trova un piccolo spazio (intersector gap). Formattazione: operazione che predispone tracce e settori per la lettura/scrittura un 15% circa dello spazio disco si perde in gap, preamboli e codici di correzione degli errori. Struttura della superficie di un piatto: A) Traccia B) Settore C) Settore di una traccia D) Cluster, insieme di settori contigui

84 Disco rigido La formattazione non cancella i dati! Predispone il disco ad all utilizzo nei vari sistemi Individua le tracce e i settori rotti DOPO una formattazione i dati si possono sempre recuperare!

85 Disco rigido Superficie 7 Testina di lettura/scrittura (una per superficie) Superficie 6 Superficie 5 Superficie 4 Superficie 3 Superficie 2 Superficie 1 Superficie 0 Direzione del movimento

86 Disco rigido (tipi di interfacce) SATA velocità di trasferimento 300 MB/s PATA velocità di trasferimento 33.3 MB/s SCSI v. 320 MB/s SAS

87 Disco rigido (dimensioni) I dischi rigidi sono prodotti in 4 dimensioni standardizzate chiamati "fattore di forma", e si riferisce al diametro del disco espresso in pollici: 3,5-2,5-1,8-1.

88 Disco rigido (cause di rottura) Età Cadute e non solo (Durante il funzionamento il notebook deve essere tenuto fermo e in posizione orizzontale perchè anche piccole vibrazioni possono causare problemi all'hard disk) Liquidi blackout improvvisi Elevata temperatura

89 Disco rigido (precauzioni) il sistema SMART, per lo stato di salute deframmentare il disco potrebbe in qualche modo diminuire la sua usura, in quanto se i file sono fisicamente memorizzati in maniera contigua, le testine spostandosi di poco lavorano di meno. Modalità di spegnimento del computer, la testina torna nella sua posizione di riposo se gli diamo il tempo Raid, dischi specchio Recupero dei dati, mai aprire un disco frequente backup. Possibilmente giornaliero.

90 RAID Tecnica per ridurre il rischi di perdere i dati Si usa nei sistemi che hanno dati importanti che non possono andare persi Sono sistemi elettronici interposti tra processore e dischi In pratica quando ricevono un dato lo duplicano su più dischi contemporaneamente Se I dischi sono minimo due allora di parla di RAID 1 Nel RAID 1 lo stesso dato è sempre presente su due dischi uguali, cosi se si rompe un disco si ha la possibilità di leggere il secondo disco.

91 CD ROM Compact Disk Read Only Memory sono dispositivi a sola lettura il loro aspetto é del tutto simile a quello di un CD Audio la loro capacità é di 650 MB

92 CDROM

93 CDROM come sono fatti Tutti i CD e DVD iniziano come un disco di policarbonato trasparente.

94 CDROM come sono fatti 1. La prima fase della creazione di un CD è in uno stampo pieno di policarbonato fuso. I dati in formato digitale sono stampati a questo punto sul disco quando il policarbonato è ancora vicino al punto di fusione. I dati sono registrati sotto forma di minuscole protuberanze che vengono lette dal raggio laser (in pratica il raggio viene deformato in modo differente a seconda della forma della protuberanza) 2. Dopo che i dati sono stati stampati, viene applicato lo strato riflettente. Questo strato metallico serve a riflettere il raggio laser del lettore, perciò è estremamente importante che sia integro. Questo strato può essere di vari colori (argento, blu, nero, oro ecc...) oppure può contenere strati fotosensibili, come nel caso dei CD registrabili. In pratica il raggio riflesso viene deformato in modo differente a seconda della forma della protuberanza. 3. In seguito si applica una lacca trasparente per sigillare lo strato riflettente e impedirne l'ossidazione. Questa lacca è molto sottile e non offre molta protezione contro i graffi sul lato dell'etichetta. 4. Infine viene stampata l'immagine sullo strato più esterno del disco. A questo punto il disco è pronto per essere posto nella custodia, venduto e consegnato al cliente.

95 CDROM ogni CD/DVD è composto per il 99% di policarbonato, con l'1% superiore che contiene tutte le informazioni, lo strato riflettente, lacca e immagine. Il lettore proietta un raggio laser che legge i dati, viene riflesso dallo strato metallico e torna indietro al lettore che lo interpreta. I DVD hanno una densità di dati molto superiore in quanto le minuscole protuberanze sono ancora più piccole che nei CD. Inoltre un singolo lato di un DVD può contenere due strati di informazioni che vengono letti dal raggio laser a due diverse frequenze. Infine, per aumentare ancora la capacità si possono creare DVD a due lati. Un compact disc è simile ad uno specchio; se si graffia lo strato riflettente si può vedere attraverso lo specchio. Allo stesso modo se lo strato metallico riflettente di un CD (che ricordiamo si trova appena sotto l'etichetta) viene danneggiato, il disco non è riparabile in alcun modo.

96 CD ROM riscrivibili una sola volta CD-R Si tratta di speciali CD ROM che possono essere riscritti una sola volta, ma necessitano di un apposito dispositivo di scrittura e lettura la capacità rimane la stessa (650 MB) Tra il substrato e la pellicola è presente uno strato fotosensibile, il laser durante la scrittura ne modifica il colore, si simula quindi la presenza delle protuberanze

97 CD riscrivibili più volte CR-RW CD che possono essere scritti più volte sempre con apposito dispositivo (masterizzatore) la lettura avviene allo stesso modo dei normali CDROM La scrittura la vernice è sostituita da un materiale in grado di assumere due stati amorfo e cristallino sotto l effetto termico del laser, che può portare uno stesso punto ad essere un pit o un land

98 DVD Digital Video Disk, ma anche Digital Versatile Disk Ha lo stesso aspetto e dimensioni di un CD ROM tuttavia può memorizzare una maggiore quantità di dati e trasferirli ad una maggiore velocità

99 Capacità di un DVD Tipo base, lato e strato singolo (basic single-sided, single layer ): 4.7 GB Lato singolo e doppio strato (single-sided, dual layer) 8.5 GB doppio lato e doppio strato (double sided, dual-layered) 17 GB

100 Tipi di DVD ROM DVD DVD-R DVD-RW (può essere riscritto) DVD+/-RW L attuale capacità di questi dispositivi é di 4,7 GB BD, Blu-ray fino a 54 GB HD DVD fino a 45 GB

101 Flash Memory EEPROM, memoria elettronica il cui contenuto può essere scritto e cancellato mediante processo elettrico, non richiede alimentazione elettrica per conservare i dati Utilizzo memory card (SD, microsd, Compat Flash, minisd) Chiavette USB Dischi rigidi senza organi in movimento Limite solo di operazioni di scrittura, ma è un problema che si sta superando

102 Caratteristiche dei dischi Capacità velocità di trasferimento dati in scrittura velocità di trasferimento dati in lettura riscrivibilità

103 Caratteristiche dei dischi Dispositivo Tempo di accesso Capacità Velocità di trasferimento Hard disk 10 ms 2 TB 200 MByte/s CDROM 75/80 ms 650 MB Kbyte/s (56x*) Floppy disk 240 ms 1,44/2,88 MB DVDROM 75/80 ms 3,8 GB 21,13 MByte/s (16x*) La memoria RAM ha un tempo di accesso di 50 nano secondi (10-9 ) La cache ha un tempo di accesso di 5 ns Corrisponde a 150KByte/s per CDROM e 1,32 Mbyte/s per i DVDROM

104 BUS Il concetto costruttivo che sta alla base della realizzazione di sistemi ad architettura aperta. Il Bus è una rete di collegamenti comune a tutti i componenti del computer, tramite la quale possono essere condotti segnali da una qualsiasi sua parte ad un altra. Grazie a questo sistema di connessione qualunque scheda inserita in uno slot del computer può comunicare con gli altri componenti del Pc inclusa la memoria ed il processore. Fili del bus collegati a ogni connettore di espansione Alloggiamenti (slot) per le schede di espansione

105 Bus Il Bus viene usato per connettere fra loro l unità di elaborazione, la memoria e le varie interfacce di ingresso/uscita. In ogni istante di tempo il bus é dedicato a connettere fra loro due unità funzionali: una trasmette dati e l altra li riceve.

106 Bus Il bus, nella maggior parte dei casi, é controllato dall unità di elaborazione. L unità di elaborazione seleziona l interconnessione da attivare e l operazione da compiere. Si parla di unità di elaborazione Master, mentre le altre unità sono Slave.

107 Bus Ogni operazione occupa il Bus per un certo tempo. A parità di informazioni trasmesse più breve é il tempo di occupazione del Bus, più é veloce il Bus

108 Bus Bus dati (trasferimento dati per esempio da e per la memoria) Bus indirizzi (trasferimento indirizzi, per esempio per indicare l indirizzo della cella di memoria in cui effettuare l operazione di lettura e/o scrittura) Bus controlli (trasferimento dall unità master alla slave del codice dell operazione da eseguire e conferma da parte dell unità Slave dell operazione effettuata)

109 Slot di espansione Si tratta di un particolare alloggiamento in grado di ospitare apposite schede di espansione. Si riserva una serie di PIN per l energia una serie di PIN per le operazioni di I/O una serie di PIN per definire l indirizzamento etc.

110 Vantaggi degli slot di espansione É possibile collegare al PC una qualsiasi periferica che possa essere collegata ad una scheda montata su uno slot di espansione. Il PC in questo modo diventa un sistema aperto

111 Schede opzionali Scheda audio Scheda di acquisizione video Scheda modem/fax etc...

112 Controller É un dispositivo in grado di interfacciare una periferica di I/O con il microprocessore alcuni controller hanno processori dedicati, e memoria propria possono trovarsi sulla piastra madre o sulla periferica o su una scheda a parte da installare nel computer L attuale tendenza é di installare sulla piastra madre i controller delle periferiche più comuni (tastiera, mouse,dischi).

113 Adattatori più famosi schede sonore schede di rete schede video

114 Altre Schede Scheda Sonora: per la riproduzione di audio di qualità Scheda di rete: per la connessione ad altri computer Scheda video: per l'acquisizione di immagini provenienti da una videocamera, da un videoregistratore o altra sorgente video.

115 Porte Le periferiche che si trovano all esterno dell unità centrale vengono connesse ad essa tramite un cavo ed una presa, detta porta. La porta è quindi il punto da cui transitano i dati dall unità centrale verso le periferiche. I computer sono dotati normalmente di 5 porte: tastiera, mouse, uscita video, porta parallela, porta seriale.

116 Porte Parallela: usata principalmente per le stampanti Seriale: consente il passaggio di bit uno alla volta, si collegano a tale porta: modem, alcuni tipi di stampanti, nei vecchi computer anche il mouse

117 Porta USB Un cavo USB è formato al suo interno da 4 linee. Due sono dedicate all'alimentazione e due ai dati. Il fatto che la connessione USB trasporti anche l'alimentazione fa si che alcune periferiche ne possano beneficiare (ad esempio i mouse senza dover ricorrere ad alimentatori aggiuntivi (e quindi a nuovi cavi che l'utente deve sistemare sulla sua scrivania).

118 Porta USB, comparazione velocità

119 Porta USB, comparazione velocità