ECDL MODULO 1 Le Memorie. Prof. Michele Barcellona

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1 ECDL MODULO 1 Le Memorie Prof. Michele Barcellona

2 Le memorie servono a memorizzare dati e programmi Memoria Memorie CPU Centrale di massa Periferiche I/O Bus

3 Memoria Centrale E una memoria a semiconduttore (Circuiti Integrati) Più veloce nella lettura, scrittura (ns); Non grandi dimensioni (GB) Memorizza il programma e i dati che la CPU sta elaborando Magnetica o ottica (oggi anche a semiconduttore) Memorie di massa Meno veloce nella lettura, scrittura (ms); Grandi dimensioni (TB) Memorizza tutti i programmi e i dati usualmente utilizzati

4 La comunicazione tra processore e memorie avviene secondo il seguente schema: Tra i programmi presenti nelle memorie di massa il PC carica nella memoria centrale quello che deve eseguire in modo che la CPU comunichi direttamente con questa

5 Memoria Principale Memoria principale o memoria di lavoro E costituita da circuiti integrati alloggiati nella scheda madre. Conserva dati e istruzioni che vengono utilizzati durante l elaborazione

6 Memoria Principale Memoria principale o memoria di lavoro Memoria RAM Random Access Memory Memoria di lettura e scrittura Memoria ROM Read Only Memory Memoria di sola lettura

7 La RAM Contiene il programma che la CPU sta in quel momento eseguendo E in grado di memorizzare temporaneamente le informazioni in forma binaria, finchè è presente l alimentazione (memoria volatile).

8 La ROM Mantiene i dati anche in assenza di alimentazione (non volatile). E una memoria di sola lettura (La CPU può soltanto leggere dati) Contiene una serie di routine necessarie per un corretto avviamento del sistema (bootstrapping) e per la gestione del computer (BIOS).

9 Tipi di ROM ROM mask : programmate direttamente dal costruttore PROM (Programmable ROM) : programmabili una sola volta dall utilizzatore EPROM (Erasable PROM): programmabili e cancellabili (tramite raggi UV); EEPROM (Electrically Erasable PROM): Chiamate anche Flash-rom sono programmabili e cancellabili mediante impulsi elettrici

10 Come è organizzata la memoria Le informazioni vengono memorizzate in forma binaria: Ciascuna cifra binaria viene chiamata BIT (BInary digit) Un gruppo di bit formano una parola (word) La memoria è organizzata per memorizzare parole di 8 bit (BYTE)

11 La RAM - definizioni Cella di memoria: elemento fisico che memorizza un bit Locazione: gruppo di celle che memorizza una parola Capacità: N di celle elementari (Es. Kbit) o di Locazioni (Es. Kbyte-Mbyte- Gbyte) Indirizzo: Numero binario che individua una locazione Tempo di accesso: Intervallo di tempo tra l istante in cui viene posto l indirizzo e l istante in cui il dato è posto sulle linee di uscita.

12 La RAM - definizioni Una memoria è dunque un insieme di Locazioni ciascuna individuata da un indirizzo Cella indirizzi Locazione n

13 Capacità di una memoria

14 La memoria cache Memoria piccola e molto veloce La cache L1 è integrata nella CPU La cache L2 è su un chip separato (nella stessa cartuccia della CPU) Il controllo viene svolto dal Chipset CPU Cache L1 Cache L2 RAM Controllore della cache

15 Funzionamento della cache Quando la CPU richiede un dato dalla memoria viene trasferito nella cache tutto un blocco (pagina) di dati vicini L1 L2 RAM CPU Controllore della cache

16 Moduli di memoria La RAM è organizzata in moduli da montare negli appositi slot della scheda madre Moduli SIMM (Single In-line Memory Module) Moduli DIMM (Dual In-line Memory Module) Moduli Rambus (protocollo di trasferimento più efficiente)

17 I moduli vanno inseriti negli appositi slot della scheda madre

18 Memoria di massa Memoria di massa Memorizza grandi quantità di informazioni E una memoria non volatile Accesso molto meno rapido della memoria centrale (ms. contro ns. differenza 10 6 )

19 Hard Disk E la principale memoria di massa Consente di memorizzare una enorme quantità di dati 500 GB- 1 TB ed oltre; E anche detto disco fisso perché non può essere, di norma, rimosso; Esistono in commercio hard disk rimovibili, con alloggiamento accessibile dall esterno del case.

20 Hard disk interno Una serie di piatti ricoperti di ossido magnetizzabile Entrambe le facce hanno una testina di scrittura/lettura I dischi sono sempre in rotazione Lo spostamento delle testine è gestito da un controller Cilindro : insieme di tracce corrispondenti sui diversi piatti

21 Come avviene la memorizzazione Le testine sono in grado di magnetizzare piccole porzioni di disco con magneti orientati in un senso o in senso opposto In questo modo sui dischi è possibile memorizzare sequenze di 0 e 1

22 Organizzazione di un Hard disk Per individuare i file l HD è organizzato in tracce e settori Tracce: anelli concentrici numerati Settori: spicchi di arco numerati Cluster: insieme di frammenti di tracce contigui

23 Sono utilizzati per: Floppy Disk Memorizzare copie di sicurezza dei dati personali (backup); Trasportare programmi e dati da un Computer ad un altro; Hanno un diametro di 3,5 pollici (circa 9 cm) e possono registrare fino a 2 Mbytes. Sono costituiti da una sottile lamina di plastica ricoperta di un materiale che si magnetizza in presenza del campo magnetico generato dalla testina;

24 Le memorie ottiche CD ROM - CD R - CD RW - DVD Sono dispositivi ottico di memorizzazione costituiti da un supporto lucido e riflettente.

25 CD ROM Sono stati commercializzati: CD-ROM (Read Only Memory) Memoria di sola lettura CD-R (Recordable) che possono essere registrati una sola volta. CD-RW (Rewritable) che possono essere registrati più volte. Per scrivere i dati su un CD è necessario un CD-R drive, conosciuto comunemente come masterizzatore.

26 Struttura di un CD ROM Sono costituiti da un disco ricoperto da un sottile strato riflettente d alluminio racchiuso tra due strati di plastica

27 Come avviene la memorizzazione Le informazioni vengono impresse nella superficie riflettente attraverso un raggio LASER che crea delle piccole buche Queste variazioni vengono interpretate come 0 e 1 Durante la lettura un raggio laser incide sul disco: Nelle superfici piane viene riflesso ed intercettato da un rilevatore e quindi interpretato come 1; Negli avvallamenti si disperde e quindi non viene rilevato (0)

28 Come avviene la memorizzazione Nei CD Riscrivibili lo stato di alluminio è stato sostituito da un materiale cristallino riflettente In fase di scrittura il raggio Laser rende la zona amorfa e quindi non riflettente (simile all avvallamento) Per riscrivere il CD il raggio laser produce un riscaldamento che riporta le zone amorfe allo stato cristallino e quindi riflettente

29 DVD ROM (Digital Versatile Disc) Creati con tecnologia più sofisticata che permette la creazione di fori più piccoli e più vicini. Il raggio Laser riesce a scrivere e leggere in 4 strati di disco. Hanno capacità superiore a quella dei CD-ROM: possono contenere da 4,7 GBytes a 17 GBytes. Sono utilizzati per memorizzare un intero film o videogames.

30 Blu - ray Utilizzano un Laser a luce blu che permette la creazione di fori a distanza ancora più ravvicinata Capacità: A singolo strato - 25 GB A doppio strato - 50 GB Memorizzano video ad alta definizione

31 Chiavi USB E un dispositivo di memoria che si collega alla porta USB E una memoria a semiconduttore di tipo Flash Hanno una capacità fino a 128 GB

32 Le memorie in rete il Cloud La tecnologia del Cloud Computing permette di utilizzare dispositivi di memoria presenti in server remoti tramite la rete internet L accesso avviene tramite un fornitore di servizi Alcuni offrono un servizio di archiviazione (storage) gratuito (Dropbox, GoogleDrive..). Altri offrono una serie di servizi a pagamento (storage, spazio web, applicazioni..)