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Indice Argomenti Libri di testo Riferimenti Studio Concetti Base Hardware Software Misurare la grandezza Dispositivi di Memoria Interazione tra dispositivi di memoria Misurare la velocità (data rate) Prestazioni dei dispositivi di memoria Prestazioni del computer Ivan Renesto

Libri di Testo Patente Europea del Computer Autori: Dameri, Foresti VOLUME 1 VOLUME 2 Autori: Dameri, Foresti Jackson Libri Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Riferimenti di Studio: da pag 3 a pag 33 Hardware/Software/Information Technology …. 3 Tipi di Computer …………………………………………. 5 Componenti di base di un PC ………………………. 12 Hardware ………………………………………………….. 14 Dispositivi di Memoria …………………………………. 18 Software ……………………………………………………. 26 Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Leggere con attenzione: Reti informatiche ……………………………. 33 Il computer nella vita di ogni giorno …. 44 IT e Società ……………………………………. 48 Sicurezza, diritto d’autore, aspetti giuridici ………………………………. 53 Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Informazione + Informatica Automatica + elaboratore + Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Elaboratore Macchina, composta principalmente da: Hardware (HW) Software (SW) In grado di compiere in modo efficiente ed automatico specifiche funzioni. Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Schema di funzionamento di un ELABORATORE Informazioni in ingresso Informazioni in uscita INPUT OUTPUT Elaborazione delle informazioni Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Hardware Dispositivi Hardware esterno all’Unità di Sistema (Es.: Monitor, Tastiera, Mouse, …) Componenti Hardware interno all’Unità di Sistema (Es.: Scheda Madre, CPU, RAM, …) Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Dispositivi I dispositivi si possono suddividere in due categorie principali: Dispositivi di INPUT Dispositivi di OUTPUT E in una intersezione di queste due. Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT INPUT OUTPUT tastiera mouse monitor touch-screen stampante webcam modem casse audio scanner … I/O touch-screen webcam monitor tastiera stampante casse audio mouse scanner modem Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Componenti Scheda Madre RAM CPU Scheda Audio Scheda Video Scheda di Rete Tra i vari componenti che costituiscono un elaboratore, troviamo: RAM Processori La Scheda Madre (Mother Board) La CPU (Central Processing Unit) La RAM (Random Access Memory) La Scheda Video La Scheda Audio La Scheda di Rete … Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT CPU Central Processing Unit Unità di Elaborazione Centrale Si compone di tre parti fondamentalmente: ALU (Arithmetic Logic Unit), l’unità che consente di effettuare i calcoli aritmetico-logici CU (Control Unit), l’unità che performa il controllo sul flusso delle istruzioni Memoria (Cache) e Registri Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT CPU e transistor La CPU consiste in un circuito integrato su un wafer di silicio Un circuito integrato si compone di un insieme di transistor Una CPU possiede milioni di transistor Un transistor è: Un piccolo dispositivo elettronico semiconduttore, in grado di ampliare la potenza di un segnale elettronico Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Transistor In grado di commutare in due stati, possiamo immaginare come ogni transistor sia in grado di possedere il valore logico 0 (zero), oppure 1 (uno). Il linguaggio del Processore è quindi un linguaggio BINARIO: Composto da zeri e uni Detto LINGUAGGIO MACCHINA Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT SOFTWARE Software: Insieme di istruzioni, comandi che permettono al computer di compiere generiche funzioni Programma: Un insieme di istruzioni atte a compiere specifiche funzioni Software: “Insieme di Programmi” Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT SOFTWARE Il Software può essere classificato in SW: di Base Senza il quale l’elaboratore non può operare Software fondamentale, che racchiude tutte le funzioni basilari per un computer Es.: il SISTEMA OPERATIVO Applicativo Software non indispensabile Espande le funzionalità fornite dal software di base Es.: Word, Excel, PowerPoint, Access, Outlook, … Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Creazione di SOFTWARE Programmatore creazione di un algoritmo Scrittura dell’algoritmo con diagrammi di flusso Scrittura del Programma usando uno specifico LINGUAGGIO di PROGRAMMAZIONE ideazione progettazione traduzione Compilazione del codice sorgente Interpretazione del codice sorgente compilazione interpretazione Esecuzione del codice eseguibile esecuzione Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT SOFTWARE Algoritmo “Insieme finito di passi che consente, partendo da uno stato iniziale, di raggiungere un obiettivo finale” Codice Sorgente “Traduzione di un Algoritmo usando uno specifico linguaggio di programmazione” Linguaggio di programmazione “Insieme di parole chiave e di una sintassi (grammatica)” Un linguaggio di programmazione non è ambiguo nell’interpretazione Codice Eseguibile Programma in LINGUAGGIO MACCHINA, ottenuto dalla compilazione del rispettivo codice sorgente Direttamente eseguibile dall’elaboratore Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Misurare la grandezza bit (b) unità fondamentale di misurazione Byte (B) 1 B = 8 b Kilo Byte (KB) 1 KB = 1’024 B = 8’192 b Mega Byte (MB) 1 MB = 1’024 KB = 1’048’576 B = 8’388’608 b Giga Byte (GB) 1 GB = 1’024 MB = 1’048’576 KB = 1’073’741’824 B = 8’589’934’592 b Tera Byte (TB) 1 TB = 1’024 GB = 1’048’576 MB = 1’073’741’824 KB = 1’099’511’627’776 B … Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Misurare la grandezza : 8 : 1024 x 1024 x 8 Bit Byte Kilo Byte Mega Byte Giga Byte Tera Byte Tavola ASCII Simbolo 8 bit … A 10010111 B 10011000 Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Esponente: Numero di bit a disposizione Misurare la grandezza Combinazioni diverse ottenibili con tale numero di bit 1 2 3 4 5 8 9 10 … = 2 = 4 = 8 = 16 = 32 = 256 = 512 = 1024 Base: numero di simboli disponibili (0 e 1) Simboli rappresentabili con 8 bit ( Tavola ASCII ) Fattore moltiplicativo tra gli ordini di grandezza nella scala dei Byte Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Dispositivi di Memoria Dispositivi di Memorizzazione Primari Cache RAM Secondari (o di massa) Floppy Disk Hard Disk CD-Rom DVD Nastri Magnetici … I dispositivi di memorizzazione possono essere analizzati secondo tre criteri: Capienza Velocità di reperimento dei dati Costo Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Ordine di grandezza: KB Dimensioni Approssimative: 16 – 512 KB Dispositivi di Memoria + veloci + piccoli + costosi + lenti + capienti + economici Ordine di grandezza: MB Dimensioni Approssimative: 64 – 1024 MB c S Cache Ram Floppy Disk Cartucce Zip/ORB CD-Rom/DVD Hard Disk Nastri Magnetici v mo p e M O Memoria Primaria Memoria Secondaria Capacità: 1,44 MB Zip Capacità: 100/250 MB Più capiente di Floppy e CD-Rom, è anche più veloce nel gestire i dati CD-Rom Capacità: 650/700 MB DVD Capacità: fino a 4,7 GB HD Capacità: 40 – 150 GB Tipo di supporto v Volatile p Permanente e Elettronico M Magnetico O Ottico mo Magneto-Ottico In passato più capienti degli Hard Disk, e competitivamente veloci grazie alle interfacce SCSI, oggi la tecnologia ha abbandonato i nastri magnetici a favore degli Hard Disk e della tecnologia RAID Capacità: 2-10 GB Tipo di accesso ai dati c Casuale S Sequenziale Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Interazione tra dispositivi di Memoria CPU Cache RAM Hard Disk BUS cache RAM HD Simulazione Interazione Memoria Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Velocità di trasferimento dati 1 baud = 1 bps Un bit per secondo 1 Kbps = 1024 bps Un Kilo bit per secondo 1 Mbps = 1024 Kbps Un Mega bit per secondo ATTENZIONE! 1 Mbps è diverso da 1 MBps! Quando si fa riferimento alla capacità di trasferire dati di un dispositivo o componente, questa è l’unità di misura: Es.: - Modem - RAM - Cache - … Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Velocità di lavoro L’unità di misura legata alla velocità di lavoro di un componente è l’Hertz (Hz) Definizione: 1 Hz equivale ad un impulso al secondo 1000 Hz = 1 KHz 1000 KHz = 1 MHz 1000 MHz = 1 GHz … I componenti soggetti a questo tipo di misurazione sono generalmente quelli dotati di circuiti integrati: - CPU - Cache - RAM E anche il BUS di sistema. Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT SCSI Small Computer System Interface SCSI II (Fast SCSI) 10 MB/s 1995 Ultra SCSI 20 MB/s 1996 Ultra Wide SCSI 40 MB/s 1997 Ultra2 SCSI 80 MB/s 1998 Ultra160 SCSI 160 MB/s Processore: Pentium MMX Velocità: 224.5 MHz Fattore Moltiplicativo: 3x BUS di Sistema: 75 MHz Cache L1: 16 KB Velocità: 597.1 MB/s * Cache L2: - * Dipende dal BUS Stampante Interfaccia Ethernet: - Velocità 10/100 Mbps Interfaccia USB 2.0: - Velocità 1.5 – 480 Mbps Interfaccia USB 1.1: - Velocità 1.5 – 12 Mbps Interfaccia Parallela: - Velocità 115200 bps MODULO 1 Concetti di base della IT Webcam Interfaccia USB 2.0: - Velocità 1.5 – 480 Mbps Interfaccia USB 1.1: - Velocità 1.5 – 12 Mbps Interfaccia Parallela: - Velocità 115200 bps Scanner Interfaccia SCSI: - Velocità 10 – 160 MBps Interfaccia USB 2.0: - Velocità 1.5 – 480 Mbps Interfaccia USB 1.1: - Velocità 1.5 – 12 Mbps Interfaccia Parallela: - Velocità 115200 bps RAM Tipo: DIMM PC-100 Dimensione: 256 MB Velocità: 85.0 MB/s * * Dipende dal BUS Pentium MMX Esempi Pratici Hard Disk Interfaccia: EIDE Dimensione: 40 – 120 GB Velocità Trasferimento Dati Interna: 592 Mbps Velocità Trasferimento Dati Massima: 100 MBps Giri al minuto dei dischi: 7200 rpm * Tempo medio di ricerca dei dati: 8.5 ms Interfacce possibili: Parallela, USB, SCSI, EIDE * Obsoleti Hard Disk raggiungevano velocità di 5400 rpm o inferiori (riscontrabile anche in computer portatili) Lettori CD-Rom Interfaccia: ATAPI/EIDE Velocità di trasferimento dati: 3300 – 7800 KB/s Tempo di accesso ai dati: 80 ms Keyboard / Mouse Interfaccia: PS/2* * In passato si utilizzavano interfacce differenti BUS di Sistema Velocità: 75.0 MHz L’aumento di velocità è quel fenomeno conosciuto col termine di OVERCLOCK Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Comparazione Prestazioni Dispositivi di Memorizzazione Dispositivi Seek time Transfer rate CD-Rom 80 ms 7.5 MB/s Hard Disk 6.5 – 12.0 ms 75 MB/s RAM 60 – 70 ns (0.06 – 0.07 ms) 85.0 MB/s Cache 1 – 2 ns (0.001 – 0.002 ms) 597.1 MB/s NOTE: I valori riportati sono indicativi e variabili Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Prestazioni dei Computer Fattori Descrizione CPU Fondamentale nel considerare le prestazioni di un elaboratore. Importante è anche non tenerne conto in modo esclusivo. CACHE Fondamentale: se assente o disabilitata le prestazioni dell’elaboratore si riducono drasticamente RAM Molto importante, perché se in quantità inadeguata può ridurre considerevolmente le prestazioni globali del computer Hard Disk Importante: La presenza di spazio assicura una buona interazione con la RAM per la gestione della memoria virtuale. La carenza di spazio porta al fenomeno detto “swapping”, che riduce drasticamente le prestazioni dell’elaboratore Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Ciò che incide anche sulle prestazioni di un elaboratore è il tipo di processore utilizzato. I processori possono essere distinti per il tipo di istruzioni che utilizzano: RISC (Reduced Instruction Set Computer) CISC (Complex Instruction Set Computer) Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT RISC Un processore ha una determinata velocità di lavoro misurata in Hz 1 Hz corrisponde a 1 impulso al secondo, ma anche ad “un ciclo al secondo” Un processore RISC esegue una istruzione ogni ciclo Un processore RISC a 200 MHz esegue ben 200 milioni di istruzioni ogni secondo Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT CISC Un processore ha una determinata velocità di lavoro misurata in Hz 1 Hz corrisponde a 1 impulso al secondo, ma anche ad “un ciclo al secondo” Un processore CISC spesso ha bisogno di più cicli di clock per eseguire una istruzione (complessa) Un processore CISC a 200 MHz, che in media utilizza due cicli per eseguire un’istruzione avrà una potenza di calcolo di ben 100 milioni di istruzioni ogni secondo Ivan Renesto

MODULO 1 Concetti di base della IT Esistono programmi chiamati Benchmark in grado di stabilire: Il numero medio di cicli che occorrono per ogni istruzione Il numero totale medio di istruzioni eseguibili in un secondo, espresso in milioni L’unità di misura della potenza di calcolo di un elaboratore è quindi il MIPS (Milioni di Istruzioni Per Secondo) Ivan Renesto