Introduzione ai calcolatori

Presentazione sul tema: "Introduzione ai calcolatori"— Transcript della presentazione:

1 Introduzione ai calcolatori
Parte I Informazione Digitale Hardware

2 L’era del digitale Calcolatore
memorizzazione di informazioni elaborazione di informazioni Precondizione: rappresentare in una forma gestibile dal calcolatore diversi tipi di informazione (convenzione) Codifica digitale

3 L’era del digitale (2) codifica rappresentazione informazione digitale
decodifica

4 Linguaggio digitale Linguaggio con 2 soli simboli (spesso 0 e 1)
BIT (Binary digiT) Frasi: aggregazioni o sequenze di 0 e 1 È possibile codificare ogni tipo di informazione testo immagini suoni

5 Linguaggio digitale (2)
N informazioni differenti Codificabili in digitale con sequenze di lunghezza M se 2M  N Esempio 3 informazioni diverse A, B e C sequenze di lunghezza 2 associazione convenzionale alle informazioni 00  A 10  C 01  B 11

6 Codifica digitale: simboli
Nel linguaggio scritto (incluse lettere accentate, ...), ci sono circa 180 simboli Sono necessarie sequenze lunghe 8 bit per codificarli BYTE (1 byte = 8 bit) Codifica standard ASCII (a 8 bit, 256 simboli) Es: a  Codifica UNICODE (a 16 bit, simboli)

7 Codifica digitale: testi
Un testo è formato dalla sequenza dei codici dei simboli che lo costituiscono il po -->

8 Codifica digitale: immagini
L’immagine viene suddivisa mediante una griglia di pixel (risoluzione) Si definisce il numero di colori che si vogliono distinguere Si codifica in digitale ogni colore 256 colori --> 8 bit 16 milioni di colori --> 24 bit (codifica RGB) Ad ogni pixel si associa il codice del colore

9 Codifica digitale: immagini (2)
2 colori bianco: 0, nero: 1 un codice per ogni pixel codifica digitale dell’immagine = sequenza dei suoi pixel

10 Codifica digitale: immagini (3)
Rappresentazione approssimata risoluzione numero di colori

11 Codifica digitale: immagini (4)
Formati BMP GIF Compressione: JPEG non è necessario codificare tutto, basta saper ricostruire l’immagine si memorizzano solo alcuni pixel (alcune righe o colonne) gli altri pixel vengono ricostruiti per interpolazione Immagini in movimento Digitalizzazione di fotogrammi Compressione: MPEG, differenza tra fotogrammi

12 Codifica digitale: suoni
Suono: onda sonora Campionamento Digitalizzazione del valore del campione Frequenza di campionamento: es 44KHz Bit per campione: es 16 bit Formati compressi: es mp3

13 Codifica digitale Indipendentemente dall’informazione di partenza si ottiene sempre una sequenza di bit

14 Architettura di un PC 4 componenti principali processore
memoria principale memoria secondaria dispositivi di I/0

15 Memoria principale Contiene Caratteristiche
Programmi in esecuzione (software di sistema, applicativi utente) Dati Caratteristiche Dimensioni: Megabyte (da 64 in su) Velocità di accesso: 60 nanosecondi Volatile Espandibilità (slot di espansione) NB: 1 nanosecondo corrisponde ad un miliardersimo di secondo

16 Memoria principale (2) 1 Kilobyte = 2 byte = 1024 byte
1 Megabyte = Kilobyte, circa di byte 1 Gigabyte = Megabyte, circa di byte 1 Terabyte = Gigabyte 10 10 10 10

17 Memoria principale (3) ………………….. si accede ad una cella
1 2 si accede ad una cella noto il suo indirizzo ………………….. N

18 Processore Elabora le informazioni contenute nella memoria principale
I calcolatori attuali sono basati sul modello matematico di Von Neumann (anni ’30) Il processore esegue ciclicamente le istruzioni scritte in linguaggio macchina Il programma e i dati sono nella memoria principale Il processore, ad ogni ciclo di esecuzione recupera la prossima istruzione dalla memoria la esegue

19 Processore (2) Il processore
esegue una istruzione ad ogni ciclo di clock velocità di esecuzioni misurata in MHz (tempo di clock) Esistono diversi tipi di processori con diversi insiemi di istruzioni (macchina) Es. Pentium, Pentium III, Celeron, Sparc, …

20 Diversi tipi con caratteristiche diverse
Memoria secondaria Diversi tipi con caratteristiche diverse Hard disk (HD) supporto magnetico contiene dati e programmi di sistema e utente installati sul PC usato per la memoria virtuale dimensioni: Gigabyte (da 6 in su) Floppy disk (FD) usato per scambio di dati dimensioni ridotte: 1.44 Megabyte

21 Memoria secondaria (2) CD Rom DVD supporto ottico
contiene dati e programmi (usato per la distribuzione di SW e grandi masse di dati) dimensioni: 650 Megabyte generalmente unità di sola lettura masterizzatori per la scrittura (1 o più volte) DVD variante più recente dimensioni: 3-4 Gigabyte

22 Memoria secondaria (3) Nastri e cassette ZIP usati per backup
come i floppy disk ma con dimensioni maggiori (100 Megabyte e 2 Gigabyte)

23 Memoria secondaria (4) Dimensioni Velocità
Nastri > HD > DVD > CD Rom > ZIP > FD Velocità HD > CD  DVD > FD > ZIP > Nastri

24 Interfacce Parallela Seriale USB SCSI

25 Dispositivi di Input/Output
Video Tastiera Mouse Stampanti Scanner Modem Schede audio/video Schede di rete …

26 Caratteristiche comuni
Gestiti dal processore (sistema operativo) Lavorano in modo asincrono rispetto al processore Driver di gestione Fornito su CD o FD con dispositivo Deve essere installato

27 Video Caratteristiche Tecnologia Dimensioni (1 pollice=2.54 cm)
Risoluzione (in pixel): 800x600 … 1600x1200 Frequenza di refresh Tecnologia Tradizionali (tubo catodico) TFT (matrice attiva): portatili e ora anche per PC STN (matrice passiva): portatili

28 Tastiera e mouse Tastiera Mouse Diverse per diverse nazioni
Tasti funzione Mouse 1, 2 o 3 tasti Ottici o meccanici

29 Diverse tecnologie (prestazioni e costi)
Stampanti Caratteristiche Risoluzione: DPI (dot per inch) Velocità: numero di pagine al minuto Diverse tecnologie (prestazioni e costi) Laser Getto di inchiostro Aghi

30 Per acquisizione di immagini Caratteristiche
Scanner Per acquisizione di immagini Caratteristiche Risoluzione Velocità Software di gestione Acquisizione in diversi formati OCR

31 Modem e schede di rete Modem Schede di rete
Collegamento del PC alla linea telefonica Caratteristiche velocità: Kilobit al secondo esterni o interni Schede di rete Collegamento del PC alla rete locale Velocità: Megabit al secondo