Computer e Programmazione Che cos è un Computer Un computer è un apparecchio elettronico progettato per svolgere delle funzioni. Come tutte le macchine, non ha nessuna capacità decisionale o discrezionale, ma si limita a compiere determinate azioni secondo procedure prestabilite. Il computer è solo in grado di eseguire una dopo l altra le istruzioni codificate in un Programma svolgendo calcoli ed elaborazioni su dati numerici o altri tipi di informazione. 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 1
Hardware e Software Essendo un Computer un sistema complesso per capire come le varie parti interagiscono tra di loro occorre fare subito una suddivisione tra Hardware e Software: per Hardware si intendono tutti i componenti fisici del computer; per Software si intendono tutti i programmi, che vengono eseguiti dal sistema. 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 2
Tipi di Computer Personal Computer Workstation Mainframe Supercomputer 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 3
Le componenti principali di un computer 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 4
Le componenti principali di un computer Microprocessore: contiene la CPU (Central Process Unit) il componente che esegue le istruzioni dei vari programmi e sovrintende al funzionamento dell intera macchina. La Memoria Centrale: detta anche memoria RAM (Random Access Memory) è la memoria dove vengono conservati i dati e le istruzioni di un programma durande l elaborazione. La RAM è una memoria temporanea che perde il suo contenuto quando si spegne il computer 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 5
Le componenti principali di un computer La Memoria di Massa: è la memoria permanente del computer, in cui si conservano tutti i documenti, i dati e i programmi. In un PC la memoria di massa può essere rappresentata dall l Hard-Disk, dal floppy-disk,dal CD-ROM. Oltre a questi vi è pure una memoria di tipo ROM (Read Only Memory)che èuna memoria permanente di sola lettura che viene scritta una sola volta in fase di fabbricazione del computer e sulla quale è immagazzinato il programma di avvio di un PC (BIOS): 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 6
Le componenti principali di un computer Il Bus di Sistema che collega tutti i dispositivi interni (CPU,RAM,ROM,dischi etc,) dispostitivi di I/O, o di Ingresso/Uscita, o Periferiche esterne : tutti i disposotivi che servono per il trasferimento di dati e informazioni fra il computer e il mondo esterno 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 7
Il Personal Computer Introdotto da IBM nel 1981, ha rivoluzionato il mondo dell informatica facendola entrare nell uso quotidiano dei privati e delle piccole e medie industrie. 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 8
Le Reti di Elaboratori Per aumentare le capacità di eleborazione di un sistema informatico si è passati dal modello: mainframe - terminali a quello attuale in cui vi è un grande numero di elaboratori autonomi, interconnessi fra loro. Un sistema di calcolo siffatto è detto rete di elaboratori (Computer Network) 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 9
Reti Locali e Reti Geografiche In base alla distranza tra i processori abbiamo la seguente classificazione delle reti: Distanza fra processori Ambito Tipo di rete 10 m. Stanza Rete locale 100 m. Edificio Rete locale 1 km. Campus Rete locale 10 km. Città Rete metropolitana 100 km. Nazione Rete geografica 1000 km. Continente Rete geografica Internet 10.000 km. Pianeta (Rete geografica) 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 10
Reti Locali e Reti Geografiche subnet LAN 2 LAN 3 LAN 1 router WAN LAN = Local Area Network WAN = Wide Area Network Subnet: Insieme di linee di trasmissione ed elemnti commutazione (router) 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 11
Il Software Il Software viene classificato come: Software di Base: insieme dei programmi dedicati alla gestione del computer (sistemi operativi, software di comunicazione) Software Applicativo:dedicato alla risoluzioni di problemi applicativi (videoscrittura, gestione archivi, fogli elettronici etc) 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 12
I Sistemi Operativi Il Sistema Operativo (o software di sistema) è l insieme dei programmi che gestiscono il funzionamento di base del computer. Il sistema operativo risiede sull hard disk come tutti gli altri programmi e viene caricato nella memoria RAM all accensione della macchina e rimane sempre attivo fino allo spegnimento. Il Sistema Operativo gestisce : La visualizzazioni su monitor, la scrittura e la lettura dai dischi, l esecuzione e la chiusura dei vari programmi, la ricezione e trasmissione di dati attraverso tutti i dispositivi di I/O. 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 13
I Sistemi Operativi I principali sistemi operativi sono: MS-DOS (PC) Sistemi Windows (98, Me, NT, 2000) (PC) MacOS (Apple Computer) Unix ( mainframe, workstation) Linux ( PC) 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 14
La Macchina di von Neumann (1946) Cella di Memoria p E Unità di controllo Arithmetic-Logic Unit (ALU) R I Clock di Sistema Registro Istr. Corrente F Registri Generali Contatore di Programma E R I C BUS I/O R0 R1.. Rn Registro di stato Registro dei dati Registro degli indirizzi Memoria centrale H Registro delle Interruzioni BUS I/O E Unita Centrale di Elaborazione -CPU 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 15
La Macchina di von Neumann Principio di funzionamento CPU Estrae le istruzioni dalla Memoria centrale (fase di Fetch) CPU Decodifica le istruzioni (fase di Decode) CPU Esegue le istruzioni (fase di Execute) Ogni operazione avviene in modo sequenziale 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 16
Rappresentazione dei dati e delle istruzioni In un computer i dati e le istruzioni di un programma sono codificate in forma binaria (on/off, 0/1) 1 Bit 0 0 0 0 0 0 0 0 Byte (0-255) I numeri reali sono codificati usando la notazione in virgola mobile. Es. un byte contiente la parte intera e un byte la parte frazionaria I caratteri sono rappresntati con sequenze di bit. Il codice più usato e quello ASCII (American Standard Code for Infomation Interchange) 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 17
I Codici ASCII Standard 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 18
Compiti a Casa Studiare Cap I e Cap II (fin a pag.34) del Ceri,Mandrioli,Sbattella Risolvere gli esercizi 1.4, 1.10 E.1 (pag 297) del Ceri,Mandrioli,Sbattella 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 19
Account INFOLAB.FISICA.UNIPG.IT User: cognome Passw:passw_account INFOAULA-n.FISICA.UNIPG.IT MAILBOX.FISICA.UNIPG.IT User: cognome Passw:passw_posta 05/10/2001 Informatica per la Fisica II 20