RETI E SISTEMI INFORMATIVI

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1 RETI E SISTEMI INFORMATIVI Prof. Andrea Borghesan venus.unive.it/borg borg@unive.it Ricevimento: mercoledì, Studio 34, primo piano. Dip. Statistica 1 Modalità esame: scritto + tesina facoltativa

2 Visione d insieme Foto disaggregata di un computer Spiegazione ulteriore delle diverse parti 2

3 Riepilogando Scheda madre: CPU (central processing unit)+memoria RAM+BIOS (Basic Input/Output System)+Chipset+Slot di espansione Microprocessore o CPU: unità centrale di elaborazione Bus Memoria: unità di controllo unità aritmetica ROM (Read Only Memory) RAM (Random Access Memory o memoria primaria) 3

4 Evoluzione delle Cpu CPU Anno Frequenza MHz Dimensione registri bus dati Numero transistor Pentium Pentium II Pentium III Pentium

5 La memoria Serve come supporto alla cpu, deve fornire dati e istruzioni il più rapidamente possibile. Inoltre ha la funzione di archivio, garantendone la reperibilità per un lungo periodo di tempo. Vi sono vari tipi di memoria, comunemente si distingue tra: memoria volatile (Ram) memoria non volatile (Rom, Flash, chiavette usb ) 5

6 La memoria centrale : Random Access Memory Memorizza: I le istruzioni che costituiscono i programmi I dati dei programmi in esecuzioni Viene cancellata ogni volta che si spegne il computer 6

7 La memoria centrale : Random Access Memory Struttura della memoria: I bit di informazioni sono raggruppati in celle (o registri) Tutte le celle sono formate dallo stesso numero di bit Ogni cella ha un indirizzo che serve per accedere all informazione contenuta nella cella La cella è l unità indirizzabile più piccola Nella memoria si possono eseguire solo operazioni di lettura e scrittura 7

8 La memoria centrale e il ciclo macchina Il ciclo macchina e l utilizzo dei dati della memoria La Cpu esegue le istruzioni di un programma una alla volta in sequenza, estrae le istruzioni dalla memoria, leinterpreta e infine leesegue La sequenza di istruzioni per estrarre le informazioni è ben definita ed è la seguente: Fetch, estrazione dell informazione Decode, decodifica dell istruzione Execute, esecuzione dell istruzione 8

9 9 La memoria CACHE 1/3 Lo scambio dei dati tra memoria e processore rappresenta un limite degli elaboratori. Il limite è duplice: Limite architetturale, si accede ad una informazione alla volta Limite tecnologico, la velocità di elaborazione della cpu è di gran lunga superiore alla velocità con cui la cpu ottiene le informazioni Soluzioni: Allargamento del bus al fine di estrarre più dati/istruzioni per volta Introduzione della memoria cache

10 La memoria CACHE 2/3 La memoria cache è una piccola RAM molto veloce, interposta tra la Cpu e la memoria principale al fine di velocizzare le prestazioni del sistema In sostanza quando dei dati vengono richieste, i dati vicini a quelli richiesti vengono trasferiti dalla memoria centrale alla piccola e velocissima cache, così facendo anche i dati successivi a quelli richiesti sono accessibili più velocemente RAM cache Bus 10

11 La memoria CACHE 3/3 11 Il principio della 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 che gli accessi richiedano di nuovo la cella A I computer attuali hanno tutti uno o più livelli di cache Una miglioria è stata collegare la memoria cache direttamente alla Cpu, così facendo i dati non passano attraverso il bus

12 Altre memoria R. O. M (Read Only Memory): permanente e di sola lettura, utilizzata, per esempio, a memorizzare le istruzioni da effettuare all accensione del computer (bootstrap) FLASH, permanente e riscrivibile (usb, piccole memorie per palmari o cellulari) 12

13 Memorie secondarie o di massa Le memorie secondarie o di massa sono utilizzate per memorizzare grandi quantità di informazioni in modo permanente. Caratteristiche principali: non sono volatili Mantengono inalterati i dati per lunghi periodi di tempo Tali memorie si caratterizzano inoltre per 2 elementi: Il supporto di memorizzazione (hd, cd, dvd) Il drive (il dispositivo per funzionare/memorizzare) 13

14 Altri componenti BIOS: è una serie di routine di programma memorizzate permanentemente che offrono al sistema le caratteristiche operative di base, incluse le istruzioni che dicono al pc come effettuare l autotest ad ogni accensione (POST: power-on selftest). Chipset: circuiteria di supporto sulla scheda madre del PC che collega il microprocessore al resto del pc. Slot di espansione: alloggiamenti all interno dell unità centrale del pc che dispongono di speciali socket, o connettori. 14

15 Gerarchia di memorie CPU Registri Dimensioni min Velocità max Costo/bit max Cache Memoria centrale Dischi magnetici / ottici Nastri magnetici max min min 15

16 Legge di Moore (1965) Il numero di transistor per cm 2 raddoppia ogni 18 mesi Ovvero aumenta circa il 60% ogni anno. 16

17 Frasi celebri Nel futuro i computer arriveranno a pesare non più di una tonnellata e mezzo (Popular Mechanics, 1949) Penso che ci sia mercato nel mondo per non più di 5 computer (Thomas Watson, presidente IBM, 1943) Ho girato avanti e indietro questa nazione (USA) e ho parlato con la gente. Vi assicuro che questa moda dell elaborazione automatica non vedrà l anno prossimo (Editor libri scientifici di Prentice Hall, 1947) Non c è ragione per cui qualcuno possa volere un computer a casa sua (Ken Olson, fondatore di Digital, 1977) 17

18 Gruppi 1. Regole: 1. Consegnate entro ultimo appello gennaio/febbraio 2. Lunghezza minima 8 pagine, Max Argomenti sono informatici con implicazioni economiche 4. Valutazione min 0, max 6 5. Non consegnare Formato.doc + esposizione orale 18