Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 1 1.Lezioni 2° periodo, dal 12/11/2007 al 15/12/2007. Eventuale recupero 17-22/12/2007.

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1 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 1 1.Lezioni 2° periodo, dal 12/11/2007 al 15/12/2007. Eventuale recupero 17-22/12/2007. Primi appelli Esame dal 07/01/2008 al 16/02/2008. 2.Svolgimento lezioni Corso Sd-Z (Venezia): Lunedì – Martedì 12.15-13.45 S.Marta 2 Mercoledì 12.15-13.45Aula ex Cinema Italia 1 3.30 ore accademiche (15 lezioni) + eventuali recuperi 4.Docente del corso Fasano Giovanni (…io!!) fasano@unive.it Telefono +39-0412346932 Dip. Matematica Applicata, Ca' Dolfin - Dorsoduro 3825/E - 30123 Venezia http://caronte.dma.unive.it/~fasano Ricevimento dopo la lezione + eventuale appuntamento da concordare

2 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 2 5.Pagina web del corso http://caronte.dma.unive.it/infohttp://caronte.dma.unive.it/info Elenco docenti con orari lezioni Materiale didattico Prototipo testo desame Modalità esame 6.Modalità esame: 2 prove distinte elaborato scritto da inviare via web, corrispondente alla soluzione del compito di esame, scaricato dalla pagina web del corso (dirò meglio in seguito) orale in cui si discute lo scritto + domande sul programma (dirò meglio in seguito)

3 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 3 Il funzionamento di ogni computer richiede la combinazione di due componenti, tra loro fortemente interconnesse: HARDWARE e SOFTWARE HARDWARE: letteralmente ferraglia, costituisce tutto ciò che nel computer ha consistenza materiale, è cioè il supporto fisico del computer SOFTWARE: neologismo coniato per indicare ciò che non è catalogabile come hardware nel computer. E linsieme dei dati e dei programmi che vengono elaborati/eseguiti/spostati nella circuiteria dellhardware. Naturalmente il software deve essere scritto nel linguaggio binario 0-1, ovvero le parole di questo linguaggio Sono sequenze (stringhe) di 0-1, che lhardware è in grado di leggere. Per esigenze di chiarezza ed efficienza realizzativa, il software è scritto in modo stratificato: unistruzione viene tradotta in software di livello 1, questo a sua volta è tradotto in software di livello 2, etc. finche lultimo linguaggio è composto solo da sequenze 0-1 (le uniche realmente leggibili dallhardware). Sono possibili anche decine di livelli di software in un normale PC (è come se unistruzione complessa richiedesse di essere tradotta in una sequenza di 10-20 linguaggi diversi, lultimo dei quali però è il binario)

4 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 4 Architettura di un computer: l Hardware Contiene programmi e dati da elaborare CPU (Central Processing Unit), cervello del computer Periferiche: monitor, tastiera, CD, DVD, stampante, mouse, etc. Contenitore esterno (case) (macchina di Von Newmann)

5 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 5 Le componenti interne di un computer moderno sono connesse ad un dispositivo noto come Scheda Madre (Motherboard) Alloggiamento microprocessore contenente una o più CPU Alloggiamenti slot di memoria Alloggiamenti schede di periferiche Sulla scheda madre si trova anche il programma BIOS (Basic Input Output System), che si occupa di svolgere le prime operazioni di inizializzazione quando si accende il computer (controllo periferiche, controllo memoria, etc.)

6 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 6 Il processore sulla scheda madre svolge le operazioni cadenzandole ad una certa frequenza (…come il comando dato ai rematori di una canoa). Attuali frequenze in uso ~ 3-4 Ghz (1024 3 cicli al secondo) Allaumentare della frequenza aumenta anche il calore dissipato: La scheda madre va raffreddata mediante ventole (~ 60-70 °C) La scheda madre e tutte le periferiche nel case sono alimentate mediante un opportuno trasformatore di tensione (da 220 V~ a circa 5 V)

7 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 7 La CPU contiene un unico frammento di silicio (circa 2x2cm 2 ) che ha proprietà di semiconduttore (proprietà intermedie tra un conduttore ed un isolante). Il silicio viene drogato con impurità ed il movimento nel silicio di tale impurità consente di veicolare linformazione. La CPU svolge sia operazioni di calcolo (operazioni nobili) sia operazioni di spostamento/controllo/interrogazione (operazioni elementari). Per queste ultime operazioni la CPU è coadiuvata dai controller delle periferiche e da circuiti di supporto. La CPU è tipicamente la parte di hardware che è possibile far lavorare a frequenza maggiore (3-4 Ghz). Come vedremo, la RAM ed il BUS tipicamente raggiungono frequenze di lavoro intorno ai 400 Mhz. esempio di package di CPU esempio di CPU dual core

8 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 8 1950: ~10 3 operazioni aritmetiche al secondo (flops) (unintera stanza) 2007: ~10 9 operazioni aritmetiche al secondo (flops) (unintera…scrivania) 2007: ~10 15 operazioni aritmetiche al secondo (flops) (unintera stanza) 1984: ~10 6 operazioni aritmetiche al secondo (flops) (un tavolino)

9 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 9 RAM (Random Access Memory): volatile (si cancella allo spegnimento della macchina). Ora ~1-4 Gbyte in un PC ROM (Read Only Memory): non volatile e contiene programmi e dati vitali per la macchina (BIOS, etc.) Cache: è una piccola RAM molto veloce per operazioni specializzate (scambio dati tra CPU e RAM, allinterno delle CPU dual/quad-core, etc.) La memoria in un generico computer domestico (PC Personal Computer) è una sequenza di celle contenenti dati-informazioni. Ciascuna cella contiene 8 –byte- (oppure 16 o 32) interruttori (bit) ai quali associamo rispettivamente 0 o 1. Il contenuto di due celle di memoria differisce se anche solo un bit differisce tra le due. Ogni serie di 8 bit viene definita byte e codifica un carattere/numero. byte cella di memoria bits MEMORIA......

10 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 10 BUS : trasporta dati sotto forma di bit, scambiati tra le varie componenti del PC. Aprendo il PC il BUS è una piattina di 15-20 fili Microprocessore Memoria tastiera, mouse, etc. monitor, stampante, etc. periferica XXX periferiche

11 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 11 RAM (Random Access Memory): Letteralmente è la Memoria ad Accesso Casuale, nel senso che ciascun byte può essere indirizzato (scritto/letto) conoscendone la posizione (indirizzo). La RAM è volatile ma richiede meno tempo per accedervi (10 -8 sec.) rispetto alla ROM. E tipicamente venduta in banchi di dimensione non inferiore a 256 Mbyte. In un PC vi sono 1-4 Gbyte di RAM. Si noti che una RAM troppo piccola determina difficoltà ad eseguire programmi (poichè la RAM è usata per contenere/scambiare dati elaborati dal PC). Le prime RAM erano realizzate mediante luso di nuclei di ferrite e funzionavano sui principi dellelettromagnetismo (Legge di Faraday-Newman-Lenz) STAMPANTE: Le stampanti costituiscono un dispositivo lento essendoci una componente meccanica. Le prime stampanti erano B/N ed utilizzavano una matrice di aghi (9 o 24) per scrivere caratteri e simboli. Ora le stampanti usano due tecnologie (entrambe B/N e COLORI): getto di inchiostro (linchiostro è prelevato da cartucce ed espulso elettronicamente attraverso minuscoli ugelli), realizzando una risoluzione di circa 400x400 DPI (Dot Per Inch); laser, in cui un laser viene usato per distribuire (elettrostaticamente) un materiale termosensibile (toner) su un foglio, per poi fissarlo per scioglimento sul foglio stesso. RAM a nuclei di ferrite, tempi di accesso ~10 -3 sec. banco di RAM tempi di accesso ~10 -8 sec

12 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 12 MONITOR: consente la visualizzazione delloutput. Ciascun punto sullo schermo (pixel) viene acceso/spento creando ogni possibile simbolo. Nei monitor a tubo catodico tradizionali, un fascio (raster) di elettroni provvede ad accendere il pixel. Nei monitor LCD (Liquid Crystal Display) un segnale elettrico pilotato da circuiti provvede allaccensione. Il monitor viene controllato da una Scheda Video ALTOPARLANTI: possono essere integrati al case del PC oppure esterni. Sono controllate da una Scheda Audio, che sgrava il microprocessore da molte operazioni non di calcolo. Il suono registrato dal vivo viene preventivamente digitalizzato (convertito in sequenza 0/1) mediante campionatori e poi elaborato monitor LCD

13 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 13 HARD DISK: Detto anche disco rigido, consente di immagazzinare dati in grande quantità (tipiche dimensioni nei PC 100-400 Gbyte). Memoria non volatile, dimensioni 10-20 cm. E costituita da una serie di dischi sovrapposti non flessibili (da qui il nome), su cui i dati vengono prelevati/depositati mediante un braccio elettro-meccanico, pilotato da un controller. I dischi ruotano a velocità standard di circa 3500-7200 giri/minuto. I dati sono organizzati in unità logiche definite files (archivi) FLOPPY DISK driver: è ormai una periferica poco usata. Era sostanzialmente un lettore di disco flessibile sul quale veniva spalmato del materiale ferromagnetico. Questo veniva magnetizzato per registrare i dati (…come il nastro di una videocassetta). Era disponibile nei formati da 8, 5 e 3.5 pollici (ordine in cui sono apparsi storicamente), con capienze fino a 2Mbyte dischi sovrapposti braccio elettro-meccanico controller floppy disk drivers floppy disk fessura per la registrazione dati

14 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 14 TASTIERA: anche la tastiera è vista come una periferica dal PC, connessa al BUS. Si noti che è una periferica lenta ed il microprocessore passa molto tempo ad interrogarla per verificare se loperatore ha digitato un tasto. Ce nè una diversa per ogni (…o quasi) linguaggio parlato. Può essere connessa al BUS mediante filo o wireless (in questultimo caso lunità di trasmiss./ricez. wireless è la vera periferica del PC) CD-ROM, DVD: Sono unità opto-elettroniche (non è presente materiale ferromagnetico), in cui i dati vengono letti/scritti mediante un laser a bassa potenza (5 mW). I CD (Compact Disk) hanno capienze fino a 700Mbyte e sono scritti con la tecnica pit-land su una spirale, da un solo lato del disco. I DVD (Digital Versatile Disk) possono essere letti/scritti su entrambi i lati, con capacità da 4.7- 9 Gbyte tastiera tastierino numerico cavo per connessione Al PC CD e DVD presentano Sostanzialmente le stesse dimensioni

15 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 15 PEN DRIVE: si tratta di una memoria cosiddetta flash (EEPROM) non volatile molto costosa fin a 7-8 anni fa. Consente d memorizzare fino a 16 Gbyte di dati ed ha sostanzialmente soppiantato il lettore di floppy disk. E una periferica esterna che si allaccia al BUS mediante porta USB. Ha tempi di accesso superiori rispetto a quelli della RAM. MOUSE: Ha costituito levoluzione della tastiera ed ha rivoluzionato il modo di inserire dati nel PC. Ne esistono di elettromeccanici (…con unodiosa pallina che rotolando cambia la posizione del cursore sullo schermo), opto-elettronici (un diodo laser sostituisce la pallina), collegabili mediante cavi o sistemi WiFi e bluetooth circa 4-5 cm classico mouse optomeccanico collegato mediante cavo

16 Elementi di Informatica Per lEconomia (EIPE) Lezione I : 12/11/2007 16 guida per lavanzamento della fila di diodi LED SCANNER: è una periferica che sostanzialmente fotografa un documento e lo trasforma in un file. Il file viene generato utilizzando una fila di diodi LED (Light Emitting Diode) che passando sopra i caratteri/immagini ne rilevano ombreggiature e colori. Utilizza spesso programmi di OCR (Optical Character Recognition), per riconoscere automaticamente caratteri e/o simboli USB, Firewire, BLUETOOTH, Wi-Fi, …: costituiscono quattro modalità diverse di collegamento delle periferiche al PC. Le prime due sono interfacce standard che consentono di arrivare a velocità di scambio dati pari a 480 Mbit/sec. Le tecnologie Bluetooth a Wi-Fi consentono il collegamento via radio (usano stesse frequenze ma gestite diversamente) tra periferiche e PC e si basano sulluso della modulazione per le onde radio. Il Bluetooth consente una connessione fin a circa 10-15m, mentre il Wi-Fi può coprire distanze maggiori ed è più veloce (standard 802.11 a,b,g), ma richiede un hardware più costoso. Ormai hanno soppiantato luso delle porte parallela e seriale presenti nei PC non recentissimi