Corso di Sistemi Elettrici IL COMPUTER.

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2 Con il termine informatica si indica oggi l'insieme dei processi e delle tecnologie che rendono possibile la creazione, la raccolta, l'elaborazione, l'immagazzinamento e la trasmissione dell'informazione con metodi automatici. HARDWARE : Struttura fisica dei dispositivi e delle macchine SOFTWARE : livello logico, insieme di istruzioni che consentono all'hardware di svolgere i compiti

3 MAINFRAME MINI COMPUTER SERVER WORK STATION

4 SISTEMI A MICROPROCESSORE I sistemi a microprocessore si basano sull' architettura ideata da Von Neumann: - CPU: CPU Central Processing Unit. - Memoria: Memoria sistema per l'immagazzinamento dei dati - I/O : unità di ingresso e di uscita, interfaccia verso il mondo esterno

5 IL PRIMO CALCOLATORE ELETTRONICO L'ENIAC (acronimo di Electronic Numerical Integrator And Computer) è considerato il primo computer elettronico della storia (anche se in realtà il primo fu lo Z3). Venne progettato presso la Moore School of Electrical Engineering dell'università di Pennsylvania da J. Presper Eckert e John Mauchly e presentato ufficialmente il 16 febbraio del Inizialmente era stata prevista una spesa iniziale di $61.700, ma a lavori ultimati erano stati spesi $ ,22 otto volte tanto la spesa inizialmente preventivata. L'ENIAC assorbiva tanta energia elettrica che, alla sua prima messa in funzione, causò un blackout nel quartiere ovest di Filadelfia. Durante la presentazione ufficiale nel 1946 l'eniac fu in grado, in meno di un secondo, di moltiplicare il numero per sé stesso volte. L'ENIAC impiegava valvole termoioniche, collegate da contatti saldati manualmente, relé e dissipava un calore di circa 200 Kilowatt. Da wikipedia

6 Von Neumann with the first Institute computer

7 STRUTTURA INTERNA A BUS BUS di espans. Memori e Di massa

8 LA STRUTTURA DELLA CPU :Schema generale CPU 8086

9 CPU ZILOG-Z80 Lo Z80 è uno dei microprocessori più utilizzati nel campo dell'automazione. Esso possiede infatti un set di istruzioni molto vasto, la possibilità di essere interfacciato con un elevato numero di dispositivi elettronici, nonché un costo relativamente basso. BUS DATI : D0-D7 (8 bits) BUS INDIRIZZI : A0-A15 (16 bits) BUS CONTROLLI: CONTROLLI 13 bits

10 CPU ZILOG-Z80 Esempio di programmazione della CPU Z80 in Assembler Loc. Cod. Oggetto Label Mnem. Operandi Commento HEX80 EQU #0080 DOWN1 EQU #00FF 2000 DD A0 LD IX,#A DD 7E FF LD A,(IX+DOWN1) A LD B, DD BE 00 LOOP CP (IX) 200C JR Z,FINE 200E DD 23 INC IX F7 DJNZ LOOP HALT 2013 D3 80 FINE OUT (HEX80),A HALT Z80 Simulation --

11 EVOLUZIONE NELLA STRUTTURA DELLE CPU Con l' aumento della frequenza dei microprocessori (oltre 1GHz), la limitazione principale è la velocità del bus (dell'ordine dei 100 MHz). Per tale motivo INTEL e AMD hanno inserito nella CPU 2 memorie di lavoro demoninate CACHE MEMORY. MEMORY L1: L1 Cache di primo livello divisa in due memorie (Dati e Istruzioni) L2: L2 Cache di secondo livello, mette in comunicazione la CPU con velocità alta al BIU (Bus Interface Unit) a velocità più bassa

12 EVOLUZIONE NELLA STRUTTURA DELLE CPU Dal PENTIUM III e con l'aumento delle prestazioni e importanza delle schede grafiche, sono nati BUS specializzati e schede dotati di CHIP con veri e propri microprocessori e memorie incorporate. CHIPSET: CHIPSET insieme di circuiti integrati (sotto forma di chip integrato) di ausilio al microprocessore per la gestione dei dispositivi presenti sulla piastra madre. Sono specializzati nella gestione delle memorie RAM, schede video AGP, dispositivi I/O, interfacce USB, per gli HD, ecc. Ritorna Ritorna alla alla struttura struttura del del Computer Computer

13 MEMORIE A STATO SOLIDO ROM RAM mascherabili ROM programmabili PROM riscrivibili EPROM, EEPROM, UV-PROM Volatili DRAM Non volatili Ritorna Ritorna alla alla struttura struttura del del Computer Computer

14 MEMORIE DI MASSA

15 MEMORIE DI MASSA Dispositivi USB : Memorie di massa che sfruttano la porta USB (Universal Serial Bus) Ritorna Ritorna alla alla struttura struttura del del Computer Computer

16 BUS DI ESPANSIONE BUS XT: XT primo tra I bus di espansione presente nei microprocessori Ha 8 bit per I dati e 20 per gli indirizzi. Presenta un connettore a 62 contatti. BUS ISA: ISA Evoluzione del Bus XT con 16 bit dati e 24 degli indirizzi. BUS PCI: PCI Creato per aumentare la frequenza e la velocità di utilizzo delle schede di espansione (fino a 133 MHz). Il sistema è interfacciato con un CHIPSET denominato ponte e una Cache di secondo livello. BUS AGP: AGP (Accelerated Graphics Port) specifico per il collegamento di schede grafiche e collegato al Chipset della memria per un più veloce scambio dei dati con essa.

17 PORTE DI COMUNICAZIONE PARALLELE: PARALLELE denominata centronic generalmente utilizzata per le stampanti. Nei PC possono essere al massimo 3 e chiamate LPT. E' costituita da un connettore a 25 pin per Dati e Comandi di comunicazione SERIALI: SERIALI sono nominate COM e possono essere al massimo 4. La velocità di trasferimento dati è bassa (massimo bit/s) e si presenta con un connettore a 9 o 25 pin (quest'ultimo non tutto utilizzato). Possono essere del tipo RS232 (le più semplici, vel max 2400 bit/s), RS485, ecc. USB: USB Stanno sostituendo le precendi per velocità e numero di apparecchi collegabili anche a caldo. La velocità massima raggiunge I 12 Mb/s e può collegare fino a 127 periferiche di qualsiasi tipo Ritorna Ritorna alla alla struttura struttura del del Computer Computer