Perché nasce il Computer?

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Evelina Alessi
6 anni fa
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2 Perché nasce il Computer? COMPUTER: dall inglese TO COMPUTE (calcolare, contare) I primi computer, nei grandi laboratori di ricerca, erano destinati esclusivamente al calcolo scientifico. Oggi vengono usati non più solo per il calcolo ma per la gestione di dati e informazioni

8 Software DI BASE Programmi indispensabili per il funzionamento del computer Es. SISTEMA OPERATIVO (Windows, Android, IOS, Linux, Unix ecc ) APPLICATIVO Programmi non indispensabili al funzionamento del computer ma installati dall utente secondo le proprie esigenze. Es. Microsoft Office, AutoCAD, VLC player, applicazioni per smartphone o tablet ecc

9 Componenti principali di un computer MICROPROCESSORE MEMORIA PRINCIPALE (o centrale o di lavoro) : RAM e ROM MEMORIA DI MASSA : HARD DISK PERIFERICHE DI INPUT/OUTPUT che comunicano attraverso un canale detto BUS costituito da un insieme di linee elettriche

10 Macchina di Von Neumann

12 Prestazioni di un computer Dipendono da diversi fattori: TIPO DI CPU VELOCITA DI CLOCK CAPACITA DELLA MEMORIA CACHE (memoria velocissima integrata nella CPU) CAPACITA DELLA RAM VELOCITA HARD DISK

18 L unità di misura della frequenza del processore: Hertz (numero di istruzioni elaborate al secondo)

19 I processori attuali hanno valori di frequenza pari a qualche unità di GigaHertz Esempio: Intel Core i9-7980xe 18 Core frequenza di clock pari a 2,6 GHz che arriva a 4,2-4,4 GHz in Turbo.

20 MEMORIA PRINCIPALE (o centrale o di lavoro) MEMORIA DI MASSA

21 È una memoria VOLATILE

26 Unità di misura

27 Memorie di massa - Sono memorie permanenti - NON VOLATILI - Sono utilizzate per memorizzare in modo permanente grandi quantità di informazioni. I parametri fondamentali di una memoria di massa sono: CAPACITÀ (si misura in Byte) TEMPO DI ACCESSO (si misura in millisecondi o microsecondi) VELOCITÀ DI TRASFERIMENTO (si misura in KBps o MBps)

28 Memorie di Massa Hard Disk SSD Solid State Drive Hard Disk esterni Chiavette USB Flash memory Schede SD CD DVD Blu-ray Disk

29 Hard Disk Il disco rigido è formato da: Uno o più piatti in alluminio (in alternativa vetro) ricoperti da materiale ferromagnetico Una o più testine in grado di leggere e modificare i valori del campo magnetico nelle diverse zone del disco Un motore che mette in rotazione il disco.

30 Hard Disk motore testina piatti

Hard Disk I dati vengono memorizzati sul disco dalle testine che magnetizzano (bit 1) o meno (bit 0) parti specifiche del disco stesso Le testine non hanno nessun

31 Hard Disk I dati vengono memorizzati sul disco dalle testine che magnetizzano (bit 1) o meno (bit 0) parti specifiche del disco stesso Le testine non hanno nessun contatto fisico con i piatti durante il normale funzionamento, ma planano sul cuscino d'aria formato dalla rapida rotazione dei piatti grazie al loro profilo aerodinamico.

32 Come sono organizzati i dati nell hard disk I dati sono organizzati in Tracce zone concentriche Settori spicchi radiali Cluster (o blocchi) intersezioni tra tracce e settori Le tracce di diversi piatti che si trovano alla stessa distanza dal centro formano un cilindro

33 traccia settore cluster

34 SSD Solid State Drive In italiano: UNITÀ A STATO SOLIDO Memoria di massa che utilizza memoria allo stato solido (in particolare memoria flash) per l'archiviazione dei dati, anziché supporti di tipo magnetico come nel caso dell'hard disk classico. Possibilità di memorizzare in maniera non volatile grandi quantità di dati, senza l'utilizzo di organi meccanici (piatti, testine, motori ecc.)

SSD Solid State Drive VANTAGGI Rumorosità assente Minore possibilità di rottura Minori consumi elettrici Tempi di accesso e archiviazione ridotti (50 volte minore dell HD classico) Maggior velocità

35 SSD Solid State Drive VANTAGGI Rumorosità assente Minore possibilità di rottura Minori consumi elettrici Tempi di accesso e archiviazione ridotti (50 volte minore dell HD classico) Maggior velocità di trasferimento dati Maggiore resistenza agli urti Minore produzione di calore In futuro saranno disponibili SSD con capacità di 100 TB, mentre gli hard disk tradizionali per via dei limiti tecnologici non raggiungeranno mai tali capacità. SVANTAGGI Maggiori costi

36 CD-ROM e DVD I CD (Compact Disc), a differenza degli hard disk, sono delle memorie di massa su supporto ottico I DVD (Digital Versatile Disk) sono una evoluzione dei CD in grado di immagazzinare una maggiore quantità di dati e con un più veloce trasferimento degli stessi Un laser è in grado di leggere se sul disco è stato inciso un incavo (pit) oppure è presente una zona piatta (land) e li intrepreta come bit assegnando il valore 1 oppure 0

37 Caratteristiche Tecniche CD-ROM,DVD, Blu-Ray CD ROM Capacità 700 MB Max Velocità di trasferimento dati 7,8 MB/s (52x) DVD Capacità 4,7 GB (miliardi di Byte) Max Velocità di trasferimento dati 21,13 MB/s (16x) BLU-RAY Capacità fino a 50 GB

38 Dispositivi di Input Tutti i componenti hardware che forniscono dei dati in ingresso al sistema Principali dispositivi Tastiera Mouse Touch Pad Scanner Tavolette Grafiche Microfoni Web Cam

39 Dispositivi di Output Tutti i dispositivi hardware che trasferiscono all esterno le informazioni elaborate dal sistema Principali dispositivi Monitor Stampante Plotter Altoparlanti Videoproiettori

40 Scheda Video Necessaria per alleggerire il lavoro della CPU Elabora l immagine che deve essere visualizzata sul monitor Indispensabile per elaborare le animazioni 3D Prestazioni Risoluzione (numero di pixel che è in grado di elaborare) Numero di colori Frequenza di aggiornamento dell immagine

41 Scheda Audio Elabora i segnali elettrici che devono essere inviati agli altoparlanti e converte in segnali digitali quelli provenienti dal microfono Può essere considerata contemporaneamente dispositivo di Input e di Output

42 Porte di comunicazione Servono per il collegamento dei dispositivi esterni Seriale Parallela USB Firewire

43 Porta seriale I dati vengono trasferiti in serie, un bit dopo l altro. Velocità di trasmissione 9600 bit/sec Ormai superata a causa della sua lentezza

44 Porta parallela Trasferisce 8 bit in parallelo Utilizzata prevalentemente su stampanti e scanner Velocità di trasferimento max 1,2 Mbit/s

45 USB Universal Serial BUS standard di comunicazione seriale che consente di collegare diverse periferiche ad un computer Il sistema USB consiste in un singolo gestore e molte periferiche collegate da una struttura ad albero attraverso dei dispositivi chiamati hub Supporta fino ad un massimo di 127 periferiche per gestore (nel computo vanno però inclusi anche gli hub e il gestore stesso) Corrente massima erogabile 500 ma

46 Velocità USB USB 1.0 1,5 Mbit/s USB Mbit/s Noto anche come 2.0 Full Speed USB Mbit/s Noto anche come 2.0 High Speed USB Gbit/s

47 Connettori USB Connettore tipo A Connettore tipo B Connettore mini A e mini B Connettore micro USB

48 La scheda madre Mother Board o Main Board Funge da supporto meccanico ed elettrico ai diversi componenti che costituiscono un calcolatore In particolare il collegamento elettrico tra i diversi componenti In essa sono allocati il BUS e le interfacce

49 Scheda Madre Ing. Giuseppe Cisci 2017

50 Componenti della scheda madre CPU Socket ROM (BIOS, RAM CMOS, Batteria) Chipset Northbridge Southbridge Slot RAM Il Bus Interfacce di I/O (seriale, parallela, USB, firewire, PS/2 per mouse e tastiera) Interfacce per i dischi (EIDE, SATA) Ing. Giuseppe Cisci 2017

51 La scheda madre può integrare anche dispositivi come Scheda audio Scheda video Scheda di rete e i relativi connettori esterni

52 Northbridge È il circuito integrato che connette il processore con la memoria RAM e con i bus di espansione principali (PCI, PCI express e AGP); I modelli più recenti incorporano anche le interfacce ATA e/o SATA per gli hard disk, che sono i componenti più critici per le prestazioni di un personal computer. È l'elemento più importante del chipset e il suo buon funzionamento è cruciale per la stabilità e la velocità della macchina.

53 Southbridge è il secondo componente del chipset e il suo compito è quello di gestire tutte le interfacce a bassa velocità è connesso al north bridge tramite il bus di espansione e gestisce le porte seriali e parallele, l'interfaccia per la tastiera e il mouse, l'interfaccia Ethernet,

54 La scheda di rete Anche questo dispositivo svolge contemporaneamente sia funzioni di Input che di Output Il suo compito è quello di consentire il collegamento a una rete di computer Esistono diverse tipologie: 10, 100, 1000, dove il numero indica la velocità massima di comunicazione espressa in Mbit/sec.

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