Componenti di base di un computer

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1 Componenti di base di un computer Architettura Von Neumann, 1952 Unità di INPUT UNITA CENTRALE DI ELABORAZIONE (CPU) MEMORIA CENTRALE Unità di OUTPUT MEMORIE DI MASSA PERIFERICHE DI INPUT/OUTPUT (I/O)

2 La CPU (Unità Centrale di Elaborazione) Diversi nomi: CPU - Central Processing Unit - Microprocessore - Processore E il cervello del computer Interpreta ed esegue le istruzioni dei programmi sw Legge e scrive nella sua memoria centrale (RAM) Controlla tutte le attività del sistema (esecuzione, stampa, idle,...) Gestisce tutte le risorse Hw e Sw (memorie, periferiche, reti, applicativi...) Comunica con le periferiche E un microchip che risiede nella motherboard (scheda madre) scheda dentro al PC in cui si collegano tutti i componenti interni del PC: memorie, schede grafiche, audio e video, schede di rete... Maggiori produttori: Intel, Motorola, IBM, AMD

3 La CPU (Unità Centrale di Elaborazione) E costituita da: ALU (Arithmetic and Logic Unit), unità di calcolo aritmetico e logico CU (Control Unit), unità di controllo e coordinamento dell esecuzione delle istruzioni La velocità della CPU: Unità di misura: l hertz (Hz) che indica quante operazioni elementari la CPU esegue al secondo Multipli: Megahertz (MHz): un milione di operazioni al secondo Gigahertz (GHz): un miliardo di operazioni al secondo MIPS : Milioni di Istruzioni al Secondo E sempre più potente e più veloce 1971: 1 microchip (tutti i componenti in unico chip) l Intel 4004 (4 bit 0,7Mhz) 1974: 1 microchip inserito in Home computer, Motorola 8088 (8 bit 2Mhz) Anni 80: i chip Motorola passano da16 a 32 bit e la velocità da 5 a 25 Mhz Anni 90: nascono gli Intel Pentium a 32 bit che raggiungono i 450 Mhz Anni 2000: esistono PC a 64 bit con frequenza sopra i 3000 Mhz

4 Il Microprocessore Intel 4004, 1971 MOS Silicon Gate Technology, Federico Faggin, Intel Intel 8080,

5 Le Memorie Centrali RAM Random Access Memory: memoria ad accesso casuale Memoria usata dalla CPU per archiviare i dati durante la sua elaborazione. Permette l accesso diretto a ogni informazione E volatile: viene ripulita allo spegnimento del computer E costituita da chips installati in schede (SIMM) inserite nella motherboard Veloce e costosa ROM Read Only Memory: memoria di sola lettura Memoria in cui i dati sono memorizzati nella fase di costruzione e non possono essere più modificati, costituita da chips, preinstallati nella motherboard Memoria permanente (non volatile): mantiene memorizzati i dati anche se non alimentata La BIOS ROM contiene un programma (firmware) che avvia le istruzioni base (software di boot) per l avvio del computer: 1. autodiagnostica; 2. riconoscimento I/O; 3. caricamento S.O. da disco fisso a RAM

6 Il boot o bootstrap La BIOS ROM contiene un programma (firmware) che avvia le istruzioni base (software di boot) per l avvio del computer: 1. autodiagnostica; 2. riconoscimento I/O; 3. caricamento S.O. da disco fisso a RAM

7 Memorie di Massa (interne ed esterne) Memorie di Massa memorizzazione permanente di sw e dati all interno del PC dischi magnetici o ottici Hard disk (disco fisso) dispositivi elettronici Chiavette USB Memory Card Memorie Periferiche memorizzazione permanente di sw e dati all esterno del PC Dischi fissi esterni Memorie di rete Unità di memorizzazione dispositivi ottici CD e CD-RW DVD e DVD-RW online (es.le foto in facebook) Le MM possono essere Formattate Caratteristiche delle memorie: 1. Capacità di memoria 2. Velocità di accesso in lettura/scrittura

8 Misurare la capacità delle memorie BIT BYTE unità di memoria, corrisponde ad una singola cella di memoria capace di contenere un solo digit: zero o uno contiene 8 bit unità di memorizzaione per UN carattere (2 8 =256 caratteri) Kbyte (KB) 1KB = 2 10 =1024 Byte (ordine del migliaio di byte) MegaByte GigaByte TeraByte (MB) 1MB = 1024 Kbyte (ordine del milione di byte) usualmente i MB si usano per la RAM (GB) 1GB = 1024 MByte (ordine del miliardo di byte) i GB si usano per le memorie di massa (TB) 1TB = 1024 GByte (ordine di mille miliardi di byte) Per memorizzare l intera Divina Commedia bastano circa 350 Kb (su una chiavetta da 1Gb ci sta quasi 3000 volte!!!)

9 Porte Input/Output (I/O Connectors) Le porte I/O permettono al computer di comunicare (scambiare dati) con le periferiche Interfacce di entrata / uscita Porta seriale RS-232, invio dei dati attraverso un unico filo Porta parallela LPT, trasferisce 8 bit in parallelo, per stampanti, plotter, scanner USB porta standard per la comunicazione seriale, unica interfaccia per diverse periferiche. Migliora la funzione plug-and-play, consentendo di collegare/scollegare le periferiche senza dover riavviare il computer Porta di rete porta per la connessione a una rete di computer pubblica o privata FireWire Sviluppata da Apple, più veloce dell USB ma meno diffusa, usata per collegare dispositivi audio e video professionali (es. TV digitali)

10 Le Stampanti: tre tipologie principali 1. A matrice o ad aghi (Impact printer) sono stampanti Impact (ad impatto), stampano il carattere come insieme di micro-punti attraverso l impatto di numerosi aghi prima sul nastro inchiostrato e poi sulla carta (simile a macchine per scrivere). B/N Bassa qualità di stampa. Usano moduli continui di carta. 2. Laser (Not Impact printer) stampanti Not Impact (senza impatto), stampano con una tecnica elettrofotografica. Ottima qualità di stampa, veloci e silenziose, adatte a grosse quantità di lavoro. Colore. Utenti: professionisti e privati. 2. A Getto d Inchiostro o Ink-jet (Not Impact printer) stampanti Not Impact, la stampa è generata attraverso uno spruzzo di minuscole gocce di inchiostro. Colore. Lente ma economiche. Utenti: privati.

11 Sintesi: Prestazioni di un computer Velocità della CPU la velocità della CPU dipende dalla frequenza dei clock, ad ogni clock corrisponde un ciclo della CPU. Ad ogni clock/ciclo la CPU esegue una operazione elementare la frequenza si misura in Megahertz (Mhz, un milione di cicli al secondo) e Gigahertz (Ghz, un miliardo di cicli al secondo) Dimensione memoria centrale maggiore è la memoria RAM (Random Access Memory) piu veloce è il computer la dimensione delle memorie si misura in MegaByte (milioni di Byte), GigaByte (miliardi di Byte) e, le ultime, in TeraByte (mille miliardi di Byte) Numero di applicazioni la CPU riesce ad eseguire molte applicazioni insieme (multi-tasking), quindi maggiore è il numero di applicazioni in esecuzione contemporaneamente, più lento è il computer Performance della scheda grafica la gestione della grafica (es. videogiochi) è complessa e pesante, è necessario pertanto una scheda grafica con processore grafico veloce e con molta memoria a disposizione SE COLLEGATO IN RETE: Velocità della connessione alla rete spesso un PC ad altissime prestazioni viene molto rallentato dalla velocità della connessione alla rete: banda a disposizione, tipo di collegamento, modem, tecnologia e sw di rete.