UNIVERSITA’ STUDI DI ROMA “FORO ITALICO” Corso di Laurea Triennale INFORMATICA Lez. 3 Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Struttura logica del computer Von Neumann (metà anni ’40) Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Struttura logica del computer: le memorie La memoria è la base sulla quale vengono registrati i dati su cui operare e le istruzioni al momento dell’esecuzione del programma. Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Struttura logica del computer: la Memoria Centrale Detta anche Memoria Principale o Memoria Veloce, è costituita da due componenti: • la RAM • la ROM Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia RAM ROM (Read Only Memory), memoria di sola lettura. Memorizza i programmi di servizio per le funzioni base del computer (Firmware) che consente al personal computer di eseguire le funzioni fondamentali come l’avviamento del software di base (ROM-BIOS, ovvero Read Only Memory - Basic Input Output System). Questa memoria non è volatile. (Random Access Memory), memoria ad accesso diretto. Registra i dati e le istruzioni del programma al momento dell’esecuzione. È’ una memoria volatile: dati e istruzioni vengono persi quando viene interrotta l’alimentazione elettrica, a seguito dello spegnimento del computer. Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Struttura logica del computer: CPU (Central Processing Unit) o UCE (Unità Centrale di Elaborazione) Interpreta ed esegue le istruzioni. È costituita da un microprocessore, ossia un insieme di circuiti elettronici miniaturizzati. Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

CPU (Central Processing Unit) Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Struttura logica del computer: Sistema Centrale + = Sistema Centrale Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Struttura logica del computer: Unità periferiche Unità di Input - macchine o dispositivi che permettono di introdurre dati nel computer. Unità di Output - macchine o dispositivi che permettono di ricevere dati dal computer. Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia I dati e le istruzioni dell’elaborazione vengono trasmessi tra Memoria e: Unità Centrale di Elaborazione Unità Periferiche (sotto il controllo della CPU) Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Per svolgere queste funzioni la CPU utilizza: • l’Unità Logico-Aritmetica (ALU, Arithmetic Logic Unit), che esegue le istruzioni logiche e di calcolo; • l’Unità di controllo, che sovraintende alle operazioni di ingresso e di uscita dei dati. Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Le singole istruzioni sono costituite da: • un Codice operativo, che indica il tipo di operazione che deve essere eseguita; le istruzioni possono riguardare il calcolo, la lettura e la scrittura, il confronto di dati e il trasferimento dell’esecuzione a un punto diverso del programma, il trasferimento di dati in memoria. • uno o più Operandi, che danno gli indirizzi di memoria dei dati da elaborare e di dove memorizzare risultati ottenuti. Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prestazioni di un computer Le prestazioni dell’elaboratore dipendono: • dalla velocità dell’unità centrale di elaborazione; • dalla capacità della memoria centrale di gestire programmi costituiti da un elevato numero di istruzioni; dalla velocità di accesso alle memorie di massa; dall’eventuale frammentazione dei dati su disco; dalla disponibilità di schede grafiche (se richieste dal sistema); dalla disponibilità di acceleratori per le operazioni di calcolo; dall’ utilizzo contemporaneo di più programmi, multiprogrammazione o multitasking. Prestazione di un computer: velocità con cui viene elaborato un programma multiprogrammazione o multitasking; in questo caso l’unità centrale di elaborazione ripartisce il proprio tempo nell’esecuzione delle istruzioni dei programmi contemporaneamente attivi Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Frammentazione e deframmentazione Quando, su un disco magnetico, i files vengono scritti e cancellati di continuo, come avviene normalmente, i files si frammentano, cioe' invece di essere registrati tutti di fila, cominciano a essere registrati in ogni spazio libero del disco. L'attivita' di deframmentazione ottimizza i file e lo spazio a disposizione, e sarebbe buona norma eseguirla sovente, per avere un sistema piu' efficiente. Frammentazione. Questa operazione tuttavia rallenta l'esecuzione dei programmi perche‘ per leggere un file la testina di lettura del disco deve passare da una parte all'altra del disco alla ricerca dei dati. Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prestazioni di un computer: unità di misura La velocità dell’Unità Centrale di Elaborazione si misura in MIPS (milioni di istruzioni al secondo) ed è proporzionale alla velocità del Clock di Sistema, un orologio che sincronizza l’esecuzione delle istruzioni. La velocità del clock si misura in Mhz (milioni di cicli al secondo) o Ghz (miliardi di cicli al secondo) Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Memorizzazione dati Nel computer la memorizzazione dei dati si basa sul sistema digitale binario: digitale perché all’interno dell’elaboratore tutto viene rappresentato con numeri, cifre (in inglese: Digit), binario perché si usa un sistema di numerazione su base 2, quindi con l’utilizzo di due sole cifre (0 e 1). L’unità di rappresentazione minima è il bit (Binary Digit = cifra binaria). Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Memorizzazione dati I bit vengono raggruppati in byte di 8 bit. Ogni byte è in grado di rappresentare 256 (= 28) combinazioni diverse. • bit • byte = 8 bit • KB (kilobyte) = 2 alla 10 byte = 1024 byte • MB (Megabyte) = 2 alla 10 KB = 1024 Kilobyte • GB (Gigabyte) = 2 alla 10 MB = 1024 Megabyte • TB (Terabyte) = 2 alla 10 GB = 1024 Gigabyte Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Memorizzazione dati Il carattere è l’unità minima di registrazione e occupa 1 byte. Esempi di caratteri sono: • S • 3 • / Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Memorizzazione dati Il campo è un insieme di caratteri che rappresentano un dato. Occupa alcuni byte. Esempi di campi sono: • Cognome • Età • Data fattura. Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Memorizzazione dati Il record è un insieme di campi che costituiscono un’informazione unitaria. Occupa decine o centinaia di byte. Un esempio di record può essere dato dalla seguente sequenza di campi: • Cognome, Nome, Indirizzo, Città. Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Memorizzazione dati Il file è l’insieme dei record omogenei, cioè aventi la stessa struttura. Può occupare da pochi kilobyte a qualche gigabyte. La cartella o directory è un insieme di file al quale viene dato un nome simbolico, che ne facilita la ricerca. Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Quiz Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Quale è la maggiore tra le seguenti unità di memoria? Mbyte Gbyte Tbyte Kbyte Il termine ROM indica: Random Optical Memory Random Only Memory Read Only Memory Read Optical Memory Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Quale è il compito della ALU? Eseguire le operazioni di calcolo, logiche e di confronto tra dati Controllare eventuali errori dell’hardware Controllare il funzionamento della memoria Controllare le operazioni di input e output In un byte può essere memorizzato: Un carattere Alcuni caratteri Un campo Un record Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia

Prof. Stefano Razzicchia Un record è un insieme di: Campi Comandi Istruzioni Funzioni Durante il funzionamento del computer, nella RAM sono presenti: Il BIOS Solo il Supervisore Solo i programmi applicativi Il Supervisore e i programmi applicativi Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia