01 hardware

I.T.I.S. “A. Rossi” - VicenzaI.T.I.S. “A. Rossi” - VicenzaTecnologie InformaticheTecnologie Informatiche

Dipartimento di Informatica – Prof. Bedani Mattia Dipartimento di Informatica – Prof. Bedani Mattia

Lezione 1I.T.I.S. "A. Rossi" - Tecnologie Informatiche

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Il computer (elaboratore)● Il computer è una macchina programmabile cioè è in grado di

effettuare compiti diversi caricando programmi diversi (a differenza, ad esempio, di una lavatrice che è programmata in fabbrica per eseguire sempre e solo determinati compiti).

● I programmi eseguiti da un computer riguardano l'elaborazione dei dati (ricezione, trasformazione, comunicazione).


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Sistema di elaborazione datiSistema di elaborazione dati

● Schematizzando al massimo, un computer (sistema di elaborazione) riceve dati ed istruzione, li elabora e comunica (in qualche modo) i risultati dell'elaborazione.

● Le componenti fisiche del sistema costituiscono l'hardware (la ferraglia) mentre le istruzioni, il software.


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L'architettura del computerL'architettura del computer(macchina di Von Neumann)(macchina di Von Neumann)

● Praticamente tutti i computer, anche ai giorni nostri, adottano una stessa struttura ideata dal matematico e informatico ungherese John von Neumann nel 1945 e conosciuta come macchina di von Neumann


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Lo schema di von Neumann prevede:

● una memoria centrale che contiene sia le istruzioni del programma che i dati da elaborare o che costituiranno il risultato dell'elaborazione

● Una unità che effettua l'elaborazione (CPU, Central Processing Unit, Unità Centrale di Elaborazione)

● Unità di INPUT per inserire in memoria dati e istruzioni● Unità di OUTPUT per comunicare all'esterno i risultati

dell'elaborazione


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La CPU è composta da due blocchi:• L'unità aritmetico logica (ALU,

Arithmetic Logic Unit) che ha il compito di eseguire le operazioni

• L'unità di controllo (CU, Control Unit) che, ricevuta un'istruzione del programma, impartisce i comandi all'ALU ed agli altri dispositivi

L'esecuzione delle istruzioni è scandita da un orologio (clock) che, ad impulsi regolari, sincronizza tutte le operazioni. La frequenza di funzionamento è misurata in Hertz (1 Hz = 1 impulso in 1 secondo).


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Tipi di computerA seconda delle dimensioni, delle prestazioni e degli utilizzi, i computer si suddividono in:● Personal Computer

● Elaboratori per uso individuale● Varie tipologie e dimensioni: desktop, workstation, portatile, ...

● Minicomputer● Elaboratori di medie dimensioni● In grado di eseguire più compiti (multitasking) e servire più utenti

(multiuser)● Mainframe

● Sistemi di elaborazione complessi● Supportano migliaia di utenti e sono utilizzati nelle grandi aziende

● Supercomputer● Altissima velocità ● Utilizzati nella ricerca, in campo militare, ...


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Personal computer

Esistono due grandi famiglie:● PC

● Inventato da IBM (1981)● PC compatibili (vari produttori)● Basati su processori basati sulla stessa architettura (Intel,

AMD)● Sistemi operativi Windows, GNU/Linux

● Macintosh (Mac)● Unico produttore (Apple)● Basati su processori PowerPC, oggi Intel● Sistema operativo proprietario, derivato da sistemi Unix


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PC (desktop) e Apple (iMac)PC (desktop) e Apple (iMac)


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Personal computer portatiliPersonal computer portatili● Laptop o notebook (che stanno sulle ginocchia o si aprono a

libretto):● Ultra leggeri● Sostituiscono i PC da tavolo (desktop replacement)● Tablet (integrano un touchscreen), netbook (più piccoli e

meno potenti di un notebook)● Palmtop (che stanno sul palmo di una mano, PDA – Personal

Digital Assistant):● Dimensioni contenute● Sistemi operativi Palm, Symbian, Apple iOS, BlackBerry,

Windows, Linux, Android, …● Smartphone:

● Cellulari dotati di funzionalità tipiche dei palmtop● Hanno ormai sostituito i palmtop


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Notebook, netbook, tablet, ...Notebook, netbook, tablet, ...


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PDA e SmarthphonePDA e Smarthphone


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Mainframe e supercomputerMainframe e supercomputer


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Componenti di un PCComponenti di un PCAll'interno del PC la scheda elettronica principale si chiama All'interno del PC la scheda elettronica principale si chiama scheda scheda madremadre ( (motherboardmotherboard o o main boardmain board) e su di essa sono montati:) e su di essa sono montati:

● CPU CPU (o processore)(o processore)● memoria centralememoria centrale● tutti i circuiti integrati (tutti i circuiti integrati (chipchip) per il controllo delle ) per il controllo delle

perifericheperiferiche● tutti i connettori per la connessione degli altri dispositivi e tutti i connettori per la connessione degli altri dispositivi e

per l'alimentazioneper l'alimentazioneDurante l'accensione del computer, un programma presente in un Durante l'accensione del computer, un programma presente in un chip di memoria sulla scheda madre (il chip di memoria sulla scheda madre (il BIOSBIOS da da Basic Basic Input/Output SystemInput/Output System, sistema di base di input e output) , sistema di base di input e output) inizializza il sistema, verifica il funzionamento delle periferiche inizializza il sistema, verifica il funzionamento delle periferiche installate e governa lo scambio di dati con le perifericheinstallate e governa lo scambio di dati con le periferiche


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Schema di un PCSchema di un PC


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Cos'è collegato alla scheda madreCos'è collegato alla scheda madre


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Porte del pcPorte del pcPraticamente tutte le schede madri dispongono di un gruppo di porte sul lato posteriore. Le principali sono:

1) Porta mouse PS/22) Porta tastiera PS/23) Porta parallela (LPT)4) Porta seriale (COM)5) Porta FireWire 400

6) Porta coassiale SPDIF7) Porta Ethernet RJ-458) Porta USB9) Porte audio10) Porta ottica


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Misura della memoriaMisura della memoria

● BIT BIT ((Binary DigitBinary Digit): unità minima di informazione, assume ): unità minima di informazione, assume solo 2 valori (0 e 1). Rappresenta una cifra nel solo 2 valori (0 e 1). Rappresenta una cifra nel sistema sistema binariobinario

● ByteByte: gruppo di 8 bit; unità di misura della memoria: gruppo di 8 bit; unità di misura della memoria

● Kilobyte (Kilobyte (KByteKByte o KB): 1024 byte o KB): 1024 byte● Megabyte (Megabyte (MByteMByte o MB): 1024 KB (circa un milione di byte) o MB): 1024 KB (circa un milione di byte)● Gigabyte (Gigabyte (GByteGByte o GB): 1024 MB (circa un miliardo di byte) o GB): 1024 MB (circa un miliardo di byte)● Terabyte (Terabyte (TByteTByte o TB): 1024 GB (circa mille miliardi di o TB): 1024 GB (circa mille miliardi di

byte)byte)


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Componenti di un PC: memoria centraleComponenti di un PC: memoria centrale● Immagazzina (in forma Immagazzina (in forma binariabinaria) dati e programmi durante ) dati e programmi durante

l'elaborazione.l'elaborazione.● Montata sulla scheda madre, strettamente collegata alla CPUMontata sulla scheda madre, strettamente collegata alla CPU● Si suddivide in:Si suddivide in:

● RAMRAM ( (Random Access MemoryRandom Access Memory, memoria ad accesso casuale):, memoria ad accesso casuale):● memoria veloce che mantiene dati e programmi durante l'elaborazionememoria veloce che mantiene dati e programmi durante l'elaborazione● volatile (cioè perde il suo contenuto quando viene tolta la corrente)volatile (cioè perde il suo contenuto quando viene tolta la corrente)● utilizzabili sia in scrittura che letturautilizzabili sia in scrittura che lettura● Dimensioni: primi PC: KByte (64 KB, 128 KB, ...), ultimi PC: MByte o GByte Dimensioni: primi PC: KByte (64 KB, 128 KB, ...), ultimi PC: MByte o GByte

(512 MB, 1 GB, 4 GB, …)(512 MB, 1 GB, 4 GB, …)● ROMROM ( (Read Only MemoryRead Only Memory, memoria a sola lettura):, memoria a sola lettura):

● memoria a sola lettura (non può essere modificata)memoria a sola lettura (non può essere modificata)● non volatilenon volatile● contiene il BIOScontiene il BIOS● dimensioni di pochi KB dimensioni di pochi KB


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PC – visione d'insiemePC – visione d'insieme


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Dispositivi di inputDispositivi di input

Altri dispositivi di input:Altri dispositivi di input:● Scanner: digitalizza documenti cartaceiScanner: digitalizza documenti cartacei● MicrofonoMicrofono● Videocamera (web-cam)Videocamera (web-cam)● Schede di acquisizione video/audio (per strumenti musicali – Schede di acquisizione video/audio (per strumenti musicali –

MIDI, ...)MIDI, ...)


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Dispositivi di outputDispositivi di output


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Memorie di massa (ausiliarie)Memorie di massa (ausiliarie)

Memorie magneto-ottiche:Memorie magneto-ottiche:● memorie destinate alla conservazione delle informazioni memorie destinate alla conservazione delle informazioni

nel temponel tempo● sono realizzate con dischi in movimento a sono realizzate con dischi in movimento a

lettura/scrittura magnetica (lettura/scrittura magnetica (HDHD = = Hard DriveHard Drive o o Hard Hard DiscDisc) o ottica (unità ) o ottica (unità CDCD = = Compact DiscCompact Disc, , DVDDVD = = Digital Digital Versatile DiscVersatile Disc, , BDBD = = Blue-ray DiscBlue-ray Disc))

Memorie allo stato solido:Memorie allo stato solido:● pen drive USB, schede di memoria per fotocamere, pen drive USB, schede di memoria per fotocamere,

cellulari, ecc... (SD, Compact Flash, ...)cellulari, ecc... (SD, Compact Flash, ...)● dischi fissi allo stato solido (SSD = dischi fissi allo stato solido (SSD = Solid State DriveSolid State Drive))


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Memorie di massa magneto-otticheMemorie di massa magneto-ottiche


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Memorie di massa allo stato solidoMemorie di massa allo stato solido


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ApprofondimentoApprofondimento: la scheda madre in dettaglio: la scheda madre in dettaglio


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Copyright e bibliografiaCopyright e bibliografia

Questo documento è una modifica delle opere:● “L'hardware del computer”, autori Crosato R., Morelli A., Bedani M. e

rilasciata con licenza CC-by-nc-sa Bibliografia:

● http://it.wikipedia.org

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