CONCETTI BASE dell'InformaticaCONCETTI BASE dell'Informatica

Cose che non si possono Cose che non si possono nonnon sapere! sapere!

Pablo Genova

mail: gallini.genova@gmail.com sss

I. I. S. “Angelo Omodeo” Mortara A. S. 2019 – 2020

È una macchina elettronica programmabile costituita da dispositivi di diversa natura in grado di elaborare dati in modo automatico, veloce, sicuro ed efficiente

To compute means to calculate Hardware: è la parte fisica del calcolatore

(francese matériel) Software: è parte logica del calcolatore, ovvero i

programmi (francese logiciel), il sistema operativotutto ciò di non fisico, un insieme di istruzioni e di comandi che serve a far funzionare l'hardware

COS'E' UN COMPUTER? COS'E' UN COMPUTER?

VEDI LIBRO VEDI LIBRO T@RGETT@RGET PAG 19 PAG 19

Cos'è l'informatica Cos'è l'informatica

Il termine informatica deriva dal tedesco

Informatik: Automatische Informationsverarbeitung [1]

Trattamento automatico delle informazioni

In francese “Informatique”, fusione di “information” e “automatique”

Attenzione che in inglese si dice computer science

termine che risulta utile per ricordare che l'informatica è una scienza!

Scienza del trattamento automatico delle informazioni

L'origine del termine spiega il significato

[1] Karl Steinbuch 1957

vediamo sul vediamo sul Grande Dizionario BattagliaGrande Dizionario Battaglia http://www.gdli.it

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alla voce informazione (significato № 6)

Ritroviamo i concetti espressi nella diapositiva precedente!

Salvatore Battaglia

6. Ciascuno dei segnali inviati, secondo un determinato codice, da un dispositivo trasmittente a un dispositivo ricevente i quali formano un messaggio (e in questo significato il termine informazione è impiegato dalla linguistica, dalla tecnica delle telecomunicazioni, dalla cibernetica, dalla genetica). - Teoria o scienza dell'informazione:studio statistico-matematico delle modalità e dei risultati con cui si effettua la trasposizione di dati, cioè la trasmissione di un messaggio tra uomini, macchine, organismi biologici.

Il dato è una conoscenza elementare che, presa individualmente e fuori da un preciso contesto, non ha molto valoreL’informazione è il dato elaborato, ossia l’incremento di conoscenza che deriva dall’interpretazione di un dato

Il computer non interpreta i dati Il computer tratta i dati

L’uomo tratta le informazioni e le interpretaI dati possono essere :

Numeri interi (int), numeri reali (float, double)

Caratteri alfanumerici (caratteri che indicano lettere e numeri, char)

Altri caratteri e simboli (codice ASCII)

Immagini, Grafici, Suoni, … alla base ci sono sempre i numeri

Differenza tra dato ed informazioneDifferenza tra dato ed informazione

Architettura di Von NeumannArchitettura di Von Neumann

Struttura tipica di un computer, che Von Neumann (si pronucia [fon nòiman])per la prima volta propose

Per i dettagli dei componenti vedi ANCHE libro

CPU: Central Processing Unit

Memoria Centrale: tipicamente RAM (o ROM)

Le frecce in blu sono i BUS, canali di comunicazione tra le varie unità

VEDI e confronta LIBRO VEDI e confronta LIBRO T@RGETT@RGET PAG 20 PAG 20

È il nucleo di tutto il sistema di elaborazione: esegue calcoli, ovvero le istruzioni in codice binario

Realizzato su un chip di silicio, per questo detto microprocessore

È composto da Unità di controllo (CU) Unità aritmetica-logica (ALU) Registri Bus interno che collega questi elementi

CPU, CPU, CENTRAL PROCESSING UNITCENTRAL PROCESSING UNIT

VEDI e confronta LIBRO VEDI e confronta LIBRO T@RGETT@RGET PAG 21 PAG 21

La velocità della CPU è data dalla frequenza del clockIl clock è un orologio interno che detta i tempi di tutte le operazioni

Valori tipici ~ 2 GHz (GigaHertz)1 GHz = 1 Miliardo di cicli al secondo

È una memoria di lavoro È un dispositivo elettronico in grado di contenere

tutte le informazioni necessarie per l’elaborazione dati, istruzioni del programma da eseguire, risultati

intermedi e finali Scrivere i dati provenienti dalle varie componenti del

computer Scrivere comporta la distruzione dell’informazione

precedentemente contenuta in quella posizione della memoria

Conservare informazioni Leggere l’informazione memorizzata

NELLA RAM SI PUO' LEGGERE E SCRIVERE, MANELLA RAM SI PUO' LEGGERE E SCRIVERE, MANON SI PUO' SALVARE IN MODO PERMANENTE I NON SI PUO' SALVARE IN MODO PERMANENTE I DATIDATI E' UNA MEMORIA E' UNA MEMORIA VOLATILEVOLATILE

MEMORIA CENTRALE, MEMORIA CENTRALE, RAM, RANDOM ACCESS MEMORYRAM, RANDOM ACCESS MEMORY

T@RGETT@RGET PAG 21 PAG 21

Il bit è la più piccola unità di misura dell’informazione

Il byte è l’unità di misura della capacità della memoria

Tipi di memorie centrali: RAM (Random Access Memory)

(vedi slide precedente)

ROM (Read Only Memory)Questo tipo di memoria èdi sola lettura (vedi libro pag 21), ma permanente

Unità di misura Corrisponde a

Byte (B) 8 bit

KiloByte (KB) 1024 B

MegaByte (MB) 1024 KB

GigaByte (GB) 1024 MB

TeraByte (TB) 1024 GB

PetaByte (PB) 1024 TB

HexaByte (HB) 1024 PB

MEMORIA CENTRALE, MEMORIA CENTRALE, UNITA' DI MISURA, RAM E ROMUNITA' DI MISURA, RAM E ROM

T@RGETT@RGET PAG 23 PAG 23

FOTOFOTO

SCHEMASCHEMA

SCHEDASCHEDAMADREMADRE

T@RGETT@RGET PAG 21 PAG 21

Dette anche porte di I/O (entrata-uscita)

Sono degli elementi HW del computer, che permettono al sistema di comunicare con degli elementi esterni

INTERFACCE I/O input/outputINTERFACCE I/O input/outputda sapere!da sapere!

La porta seriale viene utilizzata per collegare dispositivi che non richiedono un flusso di dati molto veloce

Nella porta seriale i dati vengono inviati un bit alla volta i bit viaggiano in serie, l’uno dopo l’altro, sullo stesso

filo, per cui per trasmettere un byte, sono necessari otto invii

PORTA SERIALEPORTA SERIALE

VEDI la sua forma VEDI la sua forma T@RGETT@RGET PAG 23 PAG 23

La porta parallela si usava quasi sempre per la stampante, ma è adatta per qualunque dispositivo che richieda un flusso di dati più veloce rispetto alla capacità della porta seriale

Nella porta parallela i dati vengono trasmessi un byte alla volta i bit viaggiano parallelamente su otto fili

PORTA PARALLELAPORTA PARALLELA

VEDI la sua forma VEDI la sua forma T@RGETT@RGET PAG 23 PAG 23

Dette anche a memorie secondarie Ovvero gli hard disk, ma anche

supporti rimovibili come dischi floppy, CD, DVD, memorie flash, SSD (Solid State Drive)

La sua caratteristica principale è la "non volatilità", ovvero la possibilità di memorizzare permanentemente i dati

MEMORIE DI MASSAMEMORIE DI MASSA

LEGGI TABELLA MEMORIE LEGGI TABELLA MEMORIE T@RGETT@RGET PAG 23 PAG 23

Detto anche disco rigido o disco fisso

È una periferica di input-output del computer

Le sue caratteristiche sono: La capacità di memorizzazione, in

genere espressa in Gigabyte GB Il tempo di accesso ad un dato

memorizzato tipicamente 10 ms (millisecondi)

La velocità di trasferimento che dipende dalla velocità di rotazione dei piatti

Il processo fisico di scrittura è di tipo magnetico

HARD DISK O DISCO FISSOHARD DISK O DISCO FISSO

Non confondere la velocità della CPU con la velocità dell’hard disk

SSD SSSD SOLIDOLID S STATE TATE DDRIVERIVE MEMORIA A STATO SOLIDOMEMORIA A STATO SOLIDO

Sono dispositivi interamente a stato solido, ovvero usano la tecnologia del silicio e dei semiconduttori(vedi fisica anni successivi), stanno sempre più sostituendo i tradizionali dischi fissi perché sono più veloci e più duraturi (non c’è più la parte meccanica del disco che si può rompere). Stanno raggiungendo la capacità dei tradizionali hard disk

magnetici con costi ragionevoli

CURIOSITA’

Le memorie NAND usate in questi dispostivi utilizzano un fenomeno fisico di MECCANICA QUANTISTICA detto

EFFETTO TUNNEL

WOW

Anche chiamate periferiche di ingresso

Sono periferiche che permettono all’utente del computer di immettere dati nella memoria centrale lavorando in maniera unidirezionale

PERIFERICHE DI INPUTPERIFERICHE DI INPUT

Anche chiamate periferiche di uscita

Sono periferiche che ricevono dati dalla memoria centrale e le mandano all’utente del computer lavorando in maniera unidirezionale

PERIFERICHE DI OUTPUTPERIFERICHE DI OUTPUT

SEGNALE ANALOGICO SEGNALE ANALOGICO SEGNALE DIGITALESEGNALE DIGITALE

esempio di segnale analogico

esempio di segnale digitale

I grafici sopra riportati rappresentato un segnale elettrico (sulle ascisse tempo, ordinate tensione)

IL SEGNALE ANALOGICO VARIA IN MODO CONTINUO

IL SEGNALE DIGITALE VARIA IN MODO DISCRETO, PUO' AVERE SOLO I VALORI 0,1

tempo

0

1

Tensioneelettrica

TAVOLE DI VERITA'TAVOLE DI VERITA'A NOT ANOT A

VV FFF VV

p q p AND q p OR q

V V V V

V F F V

F V F V

F F F F

Si possono combinare in modo opportuno, usando parentesi: Ad es. (A and B) or (not B or A)

(p OR q) and (NOT q OR NOT p)

NOT A è lo stesso che ¬ A

A AND B è lo stesso che A B

A OR B è lo stesso che A v B

^

VEDI e confronta LIBRO VEDI e confronta LIBRO T@RGETT@RGET PAG 5 PAG 5

APPROFONDIMENTO APPROFONDIMENTO

GERARCHIA DELLE MEMORIEGERARCHIA DELLE MEMORIE

Tutte le memorie che abbiamo visto hanno i loro vantaggi e svantaggi che possono essere riassunti mediante questa struttura a “piramide”

registriregistri

cachecache

ramramchiavetta chiavetta usb usb

Hard diskHard disk

disco magneticodisco magnetico

Memoriepermanenti

Memorievolatili

+ veloci, + veloci, + costose+ costose+ piccole+ piccole

+ lente, + economiche + lente, + economiche + grandi+ grandi

non esiste la memoria perfetta!

conversione Binario → Decimaleconversione Binario → Decimale

Saranno richieste anche

conversione Decimale → Binarioconversione Decimale → Binario

conversione Esadecimale → Decimaleconversione Esadecimale → Decimale

conversione Decimale → Esadecimaleconversione Decimale → Esadecimale

solo alla sezione LSA (Liceo Scienze Applicate)

VEDI appunti e LIBRO VEDI appunti e LIBRO T@RGETT@RGET PAG 13 - 14 PAG 13 - 14a TUTTI