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

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

2 2 Hardware e software Risorse hardware: componenti fisiche Risorse software: componenti non fisiche (dati, istruzioni) Firmware: componenti hw + sw = SISTEMA DI ELABORAZIONE

3 prof. Antonella Schiavon3 Sistema di elaborazione Insieme di componenti hardware e software che interagiscono fra loro per il raggiungimento di un obiettivo comune.

4 prof. Antonella Schiavon4 Modello funzionale di John von Neumann (1946) Periferiche di input tastiera mouse … altro … Periferiche di output schermo stampante … altro … Unità centrale CPU (Central Processing Unit, unità di elaborazione Centrale) ALU (Arithmetic Logic Unit, unità aritmetico logica) CU (Control Unit, unità di controllo) Memoria cache Memoria centrale RAM (Random Access Memory, memoria ad accesso casuale) ROM (Read Only Memory, memorie di sola lettura) Memorie di massa hard diskCDUSB Flash Disk… altro…

5 prof. Antonella Schiavon5 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)

6 prof. Antonella Schiavon6 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

7 prof. Antonella Schiavon7 Altre architetture Array processor Pipeline Multiprocessor

8 prof. Antonella Schiavon8 Scheda madre

9 prof. Antonella Schiavon9 Output: azione che consente la riproduzione dei risultati del processo di elaborazione allesterno, cioè in modo visibile allutente Input / Output (I/O) Input: azione che consente di inserire nellelaboratore (RAM e CPU) i dati da elaborare e i programmi, cioè le istruzioni che permettono di elaborare i dati

10 prof. Antonella Schiavon10 La memoria centrale - RAM Funzione: conserva i dati e le istruzioni necessarie al funzionamento dellelaboratore Azioni possibili: scrittura, lettura Codice binario (cifre 0 e 1) per la rappresentazione di dati e istruzioni Bit, byte e suoi multipli, word, cellamultipliword cella Indirizzamento

11 prof. Antonella Schiavon11 La CPU (Central Processing Unit) Comunica con la memoria centrale (legge e scrive)leggescrive Interpreta le istruzioni Esegue le operazioni aritmetiche e logiche Il ciclo macchinaciclo macchina CPU e RAM comunicano tra loro attraverso bus interni Funzioni: eseguire e controllare i processi in esecuzione

12 prof. Antonella Schiavon12 Elaborazione Dati iniziali input Risultati finali output RAM - CPU

13 prof. Antonella Schiavon13 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

14 prof. Antonella Schiavon14 Dispositivi di Input Tastiera Mouse, touchpad, trackball Tavoletta grafica Joystick Macchina fotografica digitale Scanner Touchscreen Microfono, webcam

15 prof. Antonella Schiavon15 Dispositivi di Output Schermo Casse acustiche LCD Plotter Stampanti

16 prof. Antonella Schiavon16 I multipli del byte 1 Byte8 bit 1 KiloByte – KB2 10 byte=1024 byte 1 MegaByte – MB2 10 KB=2 10 x 2 10 byte= byte 1 GigaByte – GB2 10 MB=2 10 x2 10 KB=2 10 x2 10 x2 10 byte= byte 1 TeraByte – TB2 10 GB=2 10 x2 10 MB=2 10 x2 10 x2 10 KB= 2 10 x2 10 x2 10 x2 10 byte= byte

17 prof. Antonella Schiavon17 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

18 prof. Antonella Schiavon18 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 Lindirizzo di una cella coincide con lindirizzo del primo dei byte che la costituiscono

19 prof. Antonella Schiavon19 Interpretazione dellindirizzo Lo spazio di indirizzamento è il numero di bit dedicato a conservare lindirizzo di una cella di memoria Esso dipende dalla dimensione della memoria (es. 1 byte, max 2 8 =256 byte di RAM) La metà di destra rappresenta lindirizzo della riga, la metà di sinistra rappresenta lindirizzo della colonna (2 4 x2 4 =256) Il tempo daccesso alle diverse celle non dipende dalla loro posizione RAM, cioè Random Access Memory, memoria ad accesso casuale

20 prof. Antonella Schiavon20 Lettura delle informazioni contenute nella RAM La CPU comunica alla RAM lindirizzo della cella che contiene le informazioni (dato o istruzione) di interesse La RAM recupera linformazione La RAM trasferisce il dato alla CPU informazione CPU RAM

21 prof. Antonella Schiavon21 Scrittura delle informazioni nella RAM La CPU interpreta listruzione, esegue lelaborazione richiesta e produce un risultato La CPU comunica alla RAM il risultato e lindirizzo di cella dove dovrà essere memorizzato Avviene la registrazione del risultato nella RAM risultato CPU RAM

22 prof. Antonella Schiavon22 Lesecuzione delle istruzioni: il ciclo macchina


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