Dal sistema operativo all' hardware

Transcript

1 Dal sistema operativo all' hardware Di cosa parleremo? Il computer (processore e memoria principale) Cosa avviene all'avvio del computer? Scheda madre Alimentatore Memorie Secondarie (floppy disk, hard disk, CD, DVD, PENDRIVE, ecc) Il sistema Operativo

2 Tipi di elaboratori Mobile devices (PDA SmartPhones) Personal computers (utilizzo personale) Workstations Maggior numero di utenti, condivisione risorse Mainframe Utilizzo professionale, CAD, pochi utenti (<5) Minicalcolatore Desktop Laptop Numero elevato di periferiche, archivi di grandi dimensioni Supercomputer Ultracomputer Applicazioni tecniche e scientifiche che richiedono la massima potenza di calcolo 2

3 Quale processore?

4 Il calcolatore Velocità in Hertz registri IR CU PC R A M Capacità in byte ALU CPU dal modello di Von Neumann (anni '50) ISTRUZIONI Cod. Op. op1 BUS (collegamenti) op2 ris + PERIFERICHE

5 Quale memoria?

6 Struttura della Memoria Centrale Una successione ordinata di elementi binari, raggruppati in unità minime indirizzabili (celle o parole) Ogni cella ha un indirizzo, la dimensione massima della memoria indirizzabile dipende dal numero di bit utilizzati per codificare gli indirizzi (k bit 2k celle) La prima cella di memoria ha indirizzo 0 6

7 Memoria RAM e ROM Memoria RAM (Random Access Memory) Memoria ad accesso casuale realizzata mediante circuiti a semiconduttori, di tipo volatile. Impiegata per realizzare la memoria centrale (di cui ormai il termine RAM è divenuto sinonimo) Memoria ROM (Read-Only Memory) Memoria non volatile, scritta al momento della produzione e che non può essere cancellata. Utilizzata per contenere le informazioni di inizializzazione del calcolatore e alcuni programmi di base per il controllo dei dispositivi e operazioni di diagnostica (BIOS) Memorie FLASH Memorie elettroniche non volatili ma riscrivibili. Possono essere utilizzate per realizzare piccole memorie di massa, ad esempio per PDA. 7

8 Tipi di memoria RAM I chip di memoria non vengono venduti singolarmente ma sono normalmente organizzati su schede stampate. Ogni scheda può contenere da 8 a 16 chip. Alcune tipologie: SIMM (Single Inline Memory Module) DIMM (Dual Inline Memory Module) DRAM (Dynamic RAM) SDRAM (Synchronous DRAM). RIMM (Rambus Inline Memory Module) SRAM (Static RAM): può mantenere i dati finché è alimentata, è molto più veloce e costosa della DRAM per questo viene utilizzata per realizzare la memoria cache DDR2 DDR3 (Double Data Rate) tipologie di SDRAM 8

9 La fase di BOOT Istruzioni BIOS RAM CPU Memoria di Massa EPROM CHECK SYSTEM Lettura: 1. MBR 2. boot loader BIOS Leggi kernel O.S. Boot loader Kernel GUI driver

10 Processore

11 Dentro il CASE Schede di RAM CPU HD e lettore CD impilati ROM SCHEDA MADRE Alimentatore Interfaccia per dispositivi esterni

12 Gerarchia di memoria Cache L1 L2 Memoria principale Dischi magnetici Off-line Capacità Volatile Velocità Costo per bit Registri Nastri Persistente Dischi ottici Questa organizzazione permette di disporre una grande quantità di memoria al costo più basso, consentendo allo stesso tempo una velocità di accesso pari a quella garantita dalla tecnologia più veloce. L assunzione fondamentale è che la frequenza degli accessi diminuisca scendendo lungo la gerarchia. 12

13 Principali tecnologie per le memorie Memorie elettroniche: elevata velocità, necessitano di essere alimentate, elevato costo per bit (utilizzate per la memoria centrale) Memorie magnetiche: basso costo per bit, non volatili, molto più lente (utilizzate per la memoria di massa) Memorie ottiche: supporti riscrivibili, adatte alla distribuzione di grandi quantità di dati 13

14 Prestazioni Parametri per valutare le prestazioni di una unità di memoria: Tempo di accesso: l intervallo di tempo fra la richiesta del valore di una cella e il momento in cui viene effettivamente reso disponibile. I tempi di lettura e scrittura possono differire. Velocità di trasferimento: quantità di dati trasferiti nell unità di tempo, si misura in bit/s o byte/s. NB. attenzione i dati variano nel tempo. 14

15 Memorie Secondarie

16 Memorie Secondarie Floppy Disk T=Ta+Trt+Trs+Tls

17 Memorie Secondarie Hard Disk T=Trt+Trs+Tls Corso di Preparazione all'idoneità informatica Gianluigi Roveda Mauro Gaspari Gianluigi Roveda

18 Memorie Secondarie Hard Disk

19 Memoria principale - CD Corso di Preparazione all'idoneità informatica Gianluigi Roveda Mauro Gaspari Gianluigi Roveda

20 Memoria principale - DVD 4,38 GB 7,95 GB 8,75 GB 15,9 GB Corso di Preparazione all'idoneità informatica Gianluigi Roveda Mauro Gaspari Gianluigi Roveda

21 Memoria principale - PENDRIVE EEPROM + PORTA USB

22 Storia delle Macchine Calcolatrici - ABACO ( A.C.), Mesopotamia/Roma - Calcolatore di Antikythera (I A.C.) - Regolo calcolatore, Burgi e Napier (17 secolo) - Pascalina, Pascal (1642) - Moltiplicatrice, Liebnitz (1671) - Prima Idea di computer, Liebnitz - La follia di Babbage, Babbage (19 secolo) - Primo calcolatore a rele, Zuse (1936) - Mark1, Aiken, IBM (1944)

23 Storia delle Macchine Calcolatrici ENIAC 1a Generazione (tubo a vuoto) ENIAC, Mauchley, Eckert, 1946 EDSAC, J. Von Neumann Pilot ACE, Turing UNIVAC, 1951 IBM 701, 1953 IBM 709, 1958 TX-0 2a Generazione (transistor) TX-0, MIT, 1956 PDP1, DEC, PDP8, DEC IBM 7094, IBM 6600, CDC EDSAC PDP1 3a Generazione (circuito integrato) Serie System 360, IBM System 360 4a Generazione (VLSI), 1980 Serie Cray Cray I

24 Storia delle Macchine Calcolatrici 1968, INTEL Corporation: 4004, , 8086 e , AMD portatili palmari