INFORMATICA DI BASE STRUTTURA DEL PC

CENNI STORICI L’informatica è la scienza dell’informazione automatica, cioè la raccolta, il trattamento e l’elaborazione delle informazioni senza intervento diretto e continuo da parte dell’uomo. Essa si evolve grazie ai calcolatori i quali operano con istruzioni impartite dall’uomo.

CENNI STORICI Il calcolatore è una macchina che esegue istruzioni, compie calcoli. Esso, quindi, elabora informazioni. La sua storia è vecchia quasi quanto l’uomo. La tavoletta dei giurati ateniesi (350 a.c.), l’abaco cinese (II secolo d.C.) sono esempi di macchine da calcolo manuale. L’addizionatrice di Pascal (1642), la calcolatrice di Leibniz (1673) e la macchina calcolatrice di Babbage a schede perforate (1834) sono esempi di costruzioni di macchine, ovviamente meccaniche, elaborate ai fini del calcolo.

CENNI STORICI Con la nascita dell’algebra di Boole (1847) inizia una nuova era per i calcolatori, ma la svolta si ha con la progettazione della prima valvola termoionica (Fleming 1904), che pone l’inizio del passaggio dal calcolatore meccanico a quello elettronico che noi oggi chiamiamo computer.

CENNI STORICI La storia ufficiale del computer inizia nel 1946 con l’ENIAC, primo calcolatore elettronico a valvole (17.468 valvole). Nel 1947 nasce il transistor nei laboratori Bell, dando inizio all’era del computer a transistor. Nel 1956 nasce il TRADIC che, con i suoi 800 transistor, fu il primo computer senza valvole. Da questa data comincia la corsa della tecnologia informatica moderna con le seguenti tappe fondamentali:

CENNI STORICI 1965: primo minicomputer; 1971: primo microprocessore (è costituito da circuiti miniaturizzati, ricavati in strati di silicio detti “wafer”, contenenti fino a milioni di transistor); 1974: primo microcomputer, detto personal computer (PC); anni 80: il boom della tecnologia dei microprocessori sancisce l’ascesa del PC, che diventa sempre più rapida fino ai nostri giorni.

IL BIT Il computer elabora tramite circuiti elettrici dove si possono avere 2 stati possibili: PRESENZA o ASSENZA di tensione elettrica. A questi due stati si associano le due cifre della numerazione binaria ( 0,1) dette BIT. Il computer, quindi, elabora in linguaggio binario nel suo interno. Il mondo esterno invece comunica con sistema decimale, con l’aiuto di molti caratteri letterali, di punteggiatura, di controllo ecc..

IL BYTE Per poter trasmettere con il computer l’uomo ha creato il codice ASCII, nel quale si associa una combinazione di 8 bit con un carattere di uso comune. Ci sono 256 combinazioni diverse possibili in questi 8 bit detti BYTE. Una pressione di un tasto della tastiera fa partire un byte verso l’unità di elaborazione del computer. Per unità di misura per la quantificazione delle informazioni è stato, quindi, preso il BYTE

UNITÀ DI MISURA Tutte le memorie che contengono dati sono misurate in multipli del byte: K (chilo) pari a 1024 byte, M (mega) 1024x1024 byte, G (giga) 1024x1024x1024. Da notare che non hanno lo stesso valore di potenze di 10 ma bensì di potenze di 2, quindi al posto di 103, 106, 109, ci sono le potenze più vicine 210, 220, 230. In realtà, si può per semplicità anche considerare grossolanamente: K=1.000, M=1.000.000, G=1.000.000.000

SCHEMA GENERALE Lo schema generale di un computer, per quanto riguarda il flusso di dati da elaborare, è il seguente: INPUT MEMORIE C.P.U. OUTPUT

C.P.U. La C.P.U. (Central Processing unit) è l’unità centrale di elaborazione dati, il cuore di ogni computer, formato da un microprocessore contenente milioni di transistor predisposti per ogni tipo di calcolo. Caratteristiche sono il numero di bit usati per rappresentare i dati e la frequenza di clock, misurata in MHz, che è il ritmo che regola tutte le operazioni elementari svolte. La sigla del microprocessore, insieme alla sua frequenza rendono l’idea della potenza di elaborazione. Per i PC, dall’8088 a 8 bit con 5 MHz, contenente 29000 transistors, all’attuale Pentium 4 a 64 bit con oltre 2 GHz, con miliardi di transistors. L’andamento dell’evoluzione delle CPU è il seguente:

C.P.U. anno e modello frequenza (MHz) dati (bit) 1979 8088 5 8 1979 8088 5 8 1982 80286 8-16 1985 80386 fino a 40 16 1989 80486 fino a 133 32 1993 Pentium (586) fino a 266 Pentium MMX (686) fino a 300 32-64 Pentium II, Amd K6-2 Fino a 500 Pentium 3, Amd duron/athlon Fino a 1000 Pentium 4, Amd athlon/duron Fino a 2500

MEMORIE    MEMORIE DI MASSA    ROM    CACHE    RAM.

MEMORIE DI MASSA Sono i contenitori su cui si leggono e scrivono i dati in modo permanente e sono costituite da dispositivi interni ed esterni quali: HARDDISK (DISCO FISSO)  interno FLOPPY  esterno CD, DVD  esterno le cui capacità si misurano in Mbyte e Gbyte.

ROM La ROM (Read Only Memory) è una memoria a sola lettura, si trova sulla scheda madre. Possono essere rimosse solo da personale competente. Hanno memorizzato le istruzioni di avvio del PC (setup di avvio). Parte di esse (Flash, Eprom) possono essere aggiornate con appositi programmi e possono mantenere i dati anche in assenza di alimentazione di rete grazie ad una batteria tampone di circa 3,6 volts esistente sulla scheda madre.

CACHE Le memorie cache sono di aiuto al processore. Esistono due tipi: una interna alla CPU ( cache di primo livello o L1) e una esterna (di secondo livello o L2). Sono in generale memorie di parcheggio momentaneo dei dati che transitano da o verso la CPU, quindi servono a velocizzare l’elaborazione.

RAM La RAM è la lavagna del PC, in essa si svolgono le elaborazioni della CPU. Rende, se estesa, più agevole l’operato dei programmi, in quanto può contenerne contemporaneamente un numero maggiore (multitasking). La elevata velocità di lettura e scrittura favorisce poi la velocità di elaborazione. Per la RAM si parla quindi di quantità (almeno 128 Mbyte) e di qualità (tempo di acceso in nanosecondi ns o in MHz).

MONITOR È la periferica di output per eccellenza, ne esistono di diversi tipi e si caratterizzano principalmente per la grandezza in pollici dello schermo (standard attuale 15”) e la risoluzione massima (numero di pixel orizzontali X verticali; standard è 1024 X 768). Il pixel è una piccola porzione di area su cui collide il fascio elettronico per illuminare lo schermo. Più pixel vi sono migliore è la qualità dello schermo.

STAMPANTI La stampante è una periferica indispensabile, ne esistono tre tipi: AGHI (80 o 136 colonne) GETTO D’INCHIOSTRO LASER

MODEM È un dispositivo che interfaccia il PC con il mondo esterno tramite cavo telefonico. Può essere interno o esterno. Il suo collegamento con la linea telefonica è in parallelo al telefono, si differenzia a secondo della velocità massima di trasmissione misurata in bps (Bit Per Secondo). Attualmente lo standard è 56 Kbps per gli analogici. I modem digitali sono detti ISDN (64,128 Kbps). Esistono anche i tipi ADSL (640 Kbps).

INTERFACCIAMENTO SERIALI (com1,com2)  modem PARALLELE (LPT1)  stampante PS2  tastiera e mouse USB  quasi tutte le periferiche VGA  monitor