1 Informatica Generale Marzia Buscemi Ricevimento: Giovedì ore 16.00-18.00, Dipartimento di Informatica, stanza 306-PS o per posta.

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1 1 Informatica Generale Marzia Buscemi buscemi@di.unipi.it Ricevimento: Giovedì ore 16.00-18.00, Dipartimento di Informatica, stanza 306-PS o per posta elettronica Pagina web del corso: http://www.di.unipi.it/~buscemi/IG07.htm (sommario delle lezioni in fondo alla pagina)

2 2 Memoria ottica Usa il raggio laser e sfrutta la riflessione Sul supporto ci sono delle piccole rientranze (pit) tra aree piatte (land) Per leggere le informazioni si usa una luce infrarossa che viene dispersa sui pit riflessa e rilevata sui land pit land Oss. la lettura di un disco ottico è “semplice”, la scrittura comporta delle modifiche fisiche del supporto ed è quindi più complessa

3 3 Dischi Ottici CD (compact disk) è un dispositivo costituito da un piatto rigido riflettente sul quale viene proiettato un raggio laser; le informazioni sono registrate creando dei pit sulla superificie riflettente sono recuperate sfruttando la riflessione della luce laser mentre il CD gira Questa tecnologia era usata inizialmente per i CD audio

4 4 Dischi Ottici: i CD 2 CD (compact disk) L’informazione viene memorizzata su un’unica traccia a spirale con densità di scrittura costante (la superficie è sfruttata al massimo) il disco ruota a velocità lineare costante (quando le testine sono posizionate vicino all’esterno del disco la rotazione è più lenta, cresce all’avvicinarsi al centro per accedere ai dati, la testina si allinea con la traccia a spirale in un punto precedente il dato cercato, poi la segue fino a incrontrarlo Rispetto ai dischi magnetici: l’accesso alle informazioni è più lento rispetto alle tracce concentriche (funzionano meglio per leggere lunghe stringhe di dati) la capacità di memoria è molto maggiore (tra 600 e 700MB)

5 5 Dischi Ottici: i CD 3 I CD-ROM (Read Only Memory) sono CD di sola lettura e sono pre- registrati sono fatti di alluminio riflettente I CD-R (CD-Recordable) Sono CD registrabili una volta sola Costituiti da un foglio d’oro ricoperto di pittura La registrazione brucia dei punti nello strato di pittura simulando i pit. I CD-RW (CD-ReWritable) Sono CD cancellabili e riscrivibili

6 6 Dischi Ottici: i DVD I DVD (Digital Versatile Disc) sono molto più veloci dei CD e molto più capienti (molti GB) la distanza tra pit e land è molto più piccola rispetto ai CD possono contenere due facce e molti strati le informazioni vengono lette da un raggio puntato di precisione

7 7 Dischi ottici: vantaggi/svantaggi Vantaggi rispetto ai dischi magnetici: Maggiore densità di memorizzazione Maggiore sicurezza (senza la testina che si avvicina alla superficie) Svantaggi rispetto ai dischi magnetici Minore velocità di accesso

8 8 Memorie flash Sono memorie permanenti organizzate a blocchi (basata su semiconduttori) Le informazioni: sono memorizzate inviando segnali elettrici al dispositivo sono mantenute anche in assenza di alimentazione sono indirizzabili in piccole unità di bit sono cancellate a grandi blocchi Sono impiegate nelle fotocamere digitali, nei telefoni cellulari e nelle chiavi USB.

9 9 Memorie flash 2 Vantaggi rispetto ad altre memorie Non sono sensibili a shock (a differenze di memorie ottiche e magnetiche) Portatilità (facilità di connessione e disconnessione) Svantaggi rispetto ad altre memorie Non sono adatte per modifiche frequenti dei dati (diversamente dalla RAM) Le cancellazioni sono per blocchi da 64K nelle memorie NOR da 8K nell memorie NAND (molto meglio!!) NB Gli svantaggi spiegano il motivo per cui le memorie flash non siano una valida alternativa non volatile alla memoria RAM

10 10 Dispositivi di ingresso/uscita (I/O) (o periferiche)

11 11 Struttura di un calcolatore RAM (memoria centrale) Processore bus Linee dati, indirizzi e controllo Interfaccia di I/O Interfaccia di I/O Interfaccia di I/O Interfaccia di I/O schermo dischi mouse modem

12 12 La connessione dei dispositivi di I/0 (periferiche) L’interfaccia : traduce i segnali interni al calcolatore in modo comprensibile alla periferica mantiene informazioni sullo stato della periferica La periferica è connessa all’interfaccia tramite porte di I/O (mouse, tastiera …) oppure è integrata assieme all’interfaccia internamente al calcolatore (dischi, schede di rete)

13 13 La connessione dei dispositivi di I/0 (periferiche) 2 Bus: elemento hardware che definisce come le componenti (I/O, CPU e memoria) sono collegate Gerarchia di bus: la stessa idea della gerarchia delle memorie (bus più corti e più veloci collegano componenti più vicine, etc.) Bridge: dispositivo che collega più bus (in genere, bus di velocità diverse) Parallelismo: il numero di bit che un bus riesce a trasportare simultaneamente (32 bit, 64 bit, etc.)

14 14 La connessione dei dispositivi di I/0 (periferiche) 3 Interfaccia I/O Registro dati Registro stato Unità di controllo Bus dati Bus indirizzi Bus controllo Periferica porta Sottoprogramma per realizzare l’operazione richiesta Operazione / esiti Dati da/per la periferica Bus

15 15 La connessione dei dispositivi di I/0 (periferiche) 4 Vari tipi di gestione delle interazioni con le periferiche a controllo di programma : il processore esegue personalmente tutti i trasferimenti dalla RAM alle periferiche e viceversa in DMA (Direct Memory Transfer) l’interfaccia può accedere direttamente alla RAM possibilità di trasferire dati mentre il processore elabora la periferica avverte quando ha finito attraverso una particolare linea di controllo del bus (interruzione)

16 16 La connessione dei dispositivi di I/0 (periferiche) 5 Ciclo di bus: successione di azioni che fanno passare informazioni sui bus (es.: “leggi il dato che si trova ad un certo indirizzo”) I dispositivi collegati da un bus possono trovarsi nella situazione di iniziare (master) un ciclo di bus o di dover rispondere (slave). Tutti i dispositivi possono funzionare da master e da slave, tranne la memoria che fa solo da slave.

17 17 Interfaccia USB (Universal serial bus) E’ uno standard di comunicazione seriale che consente di collegare diverse periferiche a un computer. Consiste in un singolo gestore e molte periferiche collegate da una struttura simile a un albero attraverso dispositivi chiamati hub (connettori) Lo standard prevede che il connettore porti un segnale che alimenti le periferiche a basso consumo Può collegare mouse, tastiere, scanner, macchine fotografiche, stampanti, microfoni, etc. Standard 1.0: 1,5Mbit/s, Standard 1.1: 12 Mbit/s, Standard 2.0: 480 Mbit/s E’ sconsigliato per flussi video

18 18 Il Video E’ un dispositivo di output Le principali caratteristiche sono: risoluzione (densità dei pixel), luminosità (quantità di luce emessa dalla sorgente), contrasto (rapporto tra valore più luminoso e meno luminoso), tempo di risposta (somma del tempo per accendere un pixel e spegnerlo), angolo di visuale (angolo massimo tra la vista e la perpendicolare dello schermo)

19 19 L’hardware del Video La scheda video contiene una piccola RAM dedicata a memoririzzare i dati grafici da visualizzare e che risiede fisicamente sulla scheda stessa Ogni locazione di RAM contiene il colore di un pixel dello schermo (o di un carattere): le locazioni necessarie vengono lette in successione e viene pilotato un convertitore digitale-analogico che genera il segnale video che sarà visulaizzato dal monitor La risoluazione massima e il massimo numero di colori visibili dipendono dalle dimensioni della RAM grafica.

20 20 L’hardware del Video 2 Si usano delle schede di interfaccia speciali che effettuano tutto il calcolo necessario all’invio dei segnali analogici per il video Parallel port Segnale analogico per il dispositivo Scheda grafica Tubo a raggi catodici