Appunti di Informatica ISIA Duca degli Abruzzi a.s. 2010/2011 prof. Antonella Schiavon.

Appunti di Informatica

ISIA Duca degli Abruzzia.s. 2010/2011

prof. Antonella Schiavon

prof. Antonella Schiavon 2

Hardware e software

Risorse hardware:componenti fisiche

Risorse software:componenti non fisiche(dati, istruzioni)

Firmware: componenti hw + sw

= SISTEMA DI ELABORAZIONE


Sistema di elaborazione

Insieme di componenti hardware e software che interagiscono fra loro

per il raggiungimento di un obiettivo comune.


Modello funzionale diJohn von Neumann (1946)

Periferiche di input

tastiera

mouse

… altro …

Periferiche di output

schermo

stampante

… altro …

Unità centrale

CPU (Central ProcessingUnit, unità di elaborazioneCentrale)

ALU(Arithmetic Logic Unit,unità aritmetico logica)

CU(Control Unit,

unità di controllo)

Memoria cache

Memoria centrale

RAM(Random AccessMemory, memoria

ad accesso casuale)

ROM(Read Only Memory,

memorie di solalettura)

Memorie di massa hard disk CD USB Flash Disk … altro…


Funzioni di un sistema di elaborazione:

Input di dati e programmi Elaborazione dei dati

attraverso le istruzioni che compongono i programmi

Output di risultati

Modello di von Neumann (1946)


Modello di von Neumann (1946)

Insieme di unità funzionali: Unità di input Memoria centrale

CPU – Unità centrale di elaborazione Unità di output Memorie di massa

collegate fisicamente da bus


Altre architetture

Array processor Pipeline Multiprocessor


Scheda madre


Output: azione che consente la riproduzione dei risultati del processo di elaborazione all’esterno, cioè in modo visibile all’utente

Input / Output (I/O)

Input: azione che consente di inserire nell’elaboratore (RAM e CPU) i dati da elaborare e i programmi, cioè le istruzioni che permettono di elaborare i dati


La memoria centrale - RAM

Funzione: conserva i dati e le istruzioni necessarie al funzionamento dell’elaboratore

Azioni possibili: scrittura, lettura

Codice binario (cifre 0 e 1) per la rappresentazione di dati e istruzioni

Bit, byte e suoi multipli, word, cella

Indirizzamento


La CPU (Central Processing Unit)

Comunica con la memoria centrale (legge e scrive)

Interpreta le istruzioni Esegue le operazioni

aritmetiche e logiche Il ciclo macchina CPU e RAM comunicano tra

loro attraverso bus interni

Funzioni: eseguire e controllare i processi in esecuzione


Elaborazione

Dati inizialiinput

Risultati finalioutput

RAM - CPU


Le memorie di massa

Funzione: conservano in modo permanente software (dati e programmi)

Azioni possibili: scrittura, lettura Codice binario (cifre 0 e 1) per la

rappresentazione di dati e istruzioni

FINE

Supporto magnetico Supporto ottico

Accesso sequenziale, diretto


Dispositivi di Input

Tastiera

Mouse, touchpad,trackball

Tavoletta grafica

Joystick

Macchinafotografica digitale

Scanner

Touchscreen

Microfono, webcam


Dispositivi di Output

Schermo Casse acustiche

LCD

Plotter

Stampanti


I multipli del byte

1 Byte 8 bit

1 KiloByte – KB 210 byte=1024 byte

1 MegaByte – MB

210KB=210 x 210 byte=1.048.576 byte

1 GigaByte – GB 210MB=210x210KB=210x210x210byte=1.073.741.824 byte

1 TeraByte – TB 210GB=210x210MB=210x210x210KB=210x210x210x210 byte=1.099.511.627.776 byte


Word (o parola)

È costituita da un numero di bit multiplo di 8: 8, 16, 32, 64 bit

Definisce la dimensione della cella standard di sistema

È il numero di bit che vengono trasferiti in modo parallelo tra memoria centrale e CPU

Più alto è il numero di bit che compongono la parola, maggiore è la velocità di elaborazione del computer


Cella di memoria

È un insieme di byte nei quali è memorizzato un dato codificato in binario

La memoria centrale è composta da celle di uguale dimensione, disposte come in una matrice quadrata (tabella)

Ogni cella è identificata da un indirizzo progressivo, univoco, espresso come una sequenza di bit

L’indirizzo di una cella coincide con l’indirizzo del primo dei byte che la costituiscono


Interpretazione dell’indirizzo

Lo spazio di indirizzamento è il numero di bit dedicato a conservare l’indirizzo di una cella di memoria

Esso dipende dalla dimensione della memoria (es. 1 byte, max 28=256 byte di RAM)

La metà di destra rappresenta l’indirizzo della riga, la metà di sinistra rappresenta l’indirizzo della colonna (24x24=256)

Il tempo d’accesso alle diverse celle non dipende dalla loro posizione RAM, cioè Random Access Memory, memoria ad accesso casuale


Lettura delle informazioni contenute nella RAM

La CPU comunica alla RAM l’indirizzo della cella che contiene le informazioni (dato o istruzione) di interesse

La RAM recupera l’informazione

La RAM trasferisce il dato alla CPU

informazione

CPU RAM


Scrittura delle informazioni nella RAM

La CPU interpreta l’istruzione, esegue l’elaborazione richiesta e produce un risultato

La CPU comunica alla RAM il risultato e l’indirizzo di cella dove dovrà essere memorizzato

Avviene la registrazione del risultato nella RAM

risultato

CPU RAM


L’esecuzione delle istruzioni:

il ciclo macchina

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