Lezione 3 informatica di base per le discipline umanistiche vito pirrelli Istituto di Linguistica Computazionale CNR Pisa Dipartimento di linguistica Università

Presentazione sul tema: "Lezione 3 informatica di base per le discipline umanistiche vito pirrelli Istituto di Linguistica Computazionale CNR Pisa Dipartimento di linguistica Università"— Transcript della presentazione:

1 lezione 3 informatica di base per le discipline umanistiche vito pirrelli Istituto di Linguistica Computazionale CNR Pisa Dipartimento di linguistica Università di Pavia

2 lezione 3 terza lezione analogico vs digitale vito pirrelli Istituto di Linguistica Computazionale CNR Pisa Dipartimento di linguistica Università di Pavia

3 lezione 3 il calcolatore: una definizione dispositivo elettronico dispositivo elettronico programmabile finalizzato alla gestione delle informazioni (per saperne di più clicca sulle parole in giallo!) hardware tutto quanto non possiamo trasmettere per telefono... software tutto quanto possiamo trasmettere per telefono...

4 lezione 3 il calcolatore è programmabile... è cioè in grado di eseguire istruzioni operando su dati rappresentati come quantità discrete...istruzioni datiquantità discrete (per saperne di più clicca sulle parole evidenziate!)

5 lezione 3 il calcolatore: modello architetturale... (per saperne di più clicca sulle icone!) (torna indietro…)

6 lezione 3 terza lezione analogico vs digitale fine terza lezione (lezione 4)

7 lezione 3 un esempio di dato strutturato... (torna indietro…) (continua…)

8 lezione 3 la cpu è la parte "pensante" di ogni computer, costituita da un sottile cristallo di silicio. Su un processore (p.e. di un cm 2 ) vengono impressi diodi, transistor e circuiti. Esegue le istruzioni ed elabora i dati dei programmi presenti nella memoria RAM e nei registri interni al processore. dioditransistorcircuitiprogrammiRAMregistri (torna indietro…) (continua…) (per saperne di più clicca sulle parole evidenziate!)

9 lezione 3 la cpu (continua…) (diapositiva precedente)

10 lezione 3 unità di controllo: legge le istruzioni dalla memoria e ne determina il tipo unità aritmetico-logica: esegue le operazioni necessarie per eseguire le istruzioni registri: memorie ad alta velocità usata per risultati temporanei e informazioni di controllo esistono registri di uso generico e registri specifici: program counter: qual è listruzione successiva instruction register: qual è listruzione corrente altre … elementi della cpu (continua…) (diapositiva precedente)

11 lezione 3 il ciclo f etch -d ecode -e xecute... (continua…) (diapositiva precedente)

12 lezione 3 il ciclo f etch -d ecode -e xecute... prendi listruzione corrente dalla memoria centrale e mettila nel registro delle istruzioni (fetch); incrementa il program counter in modo che contenga lindirizzo dellistruzione successiva; determina il tipo di istruzione da eseguire (decode); se listruzione necessita di un dato in memoria centrale, determina dove si trova (indirizzo) e caricalo in un registro; esegui listruzione (execute) torna al punto 1 e opera sullistruzione successiva. (continua…) ricorda! la cpu è in grado di eseguire solo istruzioni codificate in linguaggio macchina ricorda! la cpu è in grado di eseguire solo istruzioni codificate in linguaggio macchina (diapositiva precedente)

13 lezione 3 struttura cpu (fine excursus) (diapositiva precedente)

14 lezione 3 la memoria centrale (torna indietro) (continua…) la RAM (random access memory) o memoria centrale serve a memorizzare un programma in esecuzione o i dati in corso di elaborazione è lunità di memoria con la quale interagisce la cpu attraverso i bus la memoria centrale è volatile, nel senso che i dati/programmi in essa contenuti vengono cancellati al termine dei processi di esecuzione/elaborazione e comunque non sopravvivono a computer spento...

15 lezione 3 la memoria virtuale (fine excursus) (torna indietro…) i programmi e i file molto estesi possono eccedere la capacità della memoria centrale disponibile anche se questa è molto grande per evitare inconvenienti, in un sistema che utilizza la memoria virtuale, soltanto le parti del programma o del file al momento necessarie vengono memorizzate nella memoria centrale del computer; il resto è immagazzinato sul disco fisso fino a che non si renda necessario il suo caricamento sulla RAM

16 lezione 3 la memoria di massa (fine excursus)

17 lezione 3 le periferiche di input/output (fine excursus)

18 lezione 3 i bus il bus di un computer è un insieme di collegamenti in rame localizzati sulla scheda madre che connettono tra loro tutti i dispositivi dellelaboratore...

19 lezione 3 numeri(1011, 23, 10 -2 …) numeri caratteri alfabetici(A, b, j, L,, …) caratteri alfabetici dati logici o booleani(VERO, FALSO)logici o booleani strutture complesse di dati: vettori matrici dati che contengono altri dati tipologia dei dati (fine excursus) (per saperne di più clicca sulle parole evidenziate!)

20 lezione 3 tipologia dei dati numeri (1011, 23, 10 -2 …) caratteri alfabetici (A, b, j, L,, …) dati logici o booleani(VERO, FALSO) strutture complesse di dati: vettori matrici dati che contengono altri dati 1110110 1101001 1110100 1101111 (torna indietro)

21 lezione 3 tipologia dei dati numeri (1011, 23, 10 -2 …) caratteri alfabetici (A, b, j, L,, …) dati logici o booleani(VERO, FALSO) strutture complesse di dati: vettori matrici dati che contengono altri dati 1110110 1101001 1110100 1101111 1101001 1110110 1101111 0000000 (continua....)

22 lezione 3 tipologia dei dati numeri (1011, 23, 10 -2 …) caratteri alfabetici (A, b, j, L,, …) dati logici o booleani(VERO, FALSO) strutture complesse di dati: vettori matrici dati che contengono altri dati 1110110 1101001 1110100 1101111 1101001 1110110 1101111 0000000 118 105 116 111 105 118 111 0000000 (continua....)

23 lezione 3 tipologia dei dati numeri (1011, 23, 10 -2 …) caratteri alfabetici (A, b, j, L,, …) dati logici o booleani(VERO, FALSO) strutture complesse di dati: vettori matrici dati che contengono altri dati 1110110 1101001 1110100 1101111 1101001 1110110 1101111 0000000 118 105 116 111 105 118 111 0000000 v v i i t t o o i i v v o o (torna indietro)

24 lezione 3 un esempio di dato strutturato... (torna indietro…)

25 lezione 3 tipologia di istruzioni operazioni di input/output carica da RAM... scarica su RAM... leggi da tastiera… scrivi su video… operazioni aritmetico-logiche somma due numeri nega una condizione strutture di controllo confronta due numeri (stabilisci il più grande) continua a leggere fino a fine riga se trovi un punto, vai a capo (fine excursus) ricorda! la cpu è in grado di eseguire solo istruzioni codificate in linguaggio macchina (per saperne di più vai alla lezione 4 con un clic...) ricorda! la cpu è in grado di eseguire solo istruzioni codificate in linguaggio macchina (per saperne di più vai alla lezione 4 con un clic...)

26 lezione 3 la transcodifica (da codice a codice) come si traduce una lettera dellalfabeto in una parola digitale? (fine excursus) la tabella ascii (approfondimento)

27 lezione 3 valori di verità espressionelogico-artimetica valore di verità 7 > 41 2 * 5 = 101 0 > 30 3 = 3.10 (continua....) (torna indietro…)

28 lezione 3 connettivi logici: NOT A NOT (A) 10 01 tavola di verità (continua....) (torna indietro…)

29 lezione 3 connettivi logici: AND AB (A) and (B) 111 100 010 000 (continua....) (torna indietro…)

30 lezione 3 connettivi logici: OR (inclusivo) AB (A) or (B) 111 101 011 000 (fine excursus) (torna indietro…)

31 lezione 3 analogico e digitale le grandezze numerali possono essere continue o discrete continuo: la temperatura discreto: il numero di abitanti di una nazione le grandezze continue si rappresentano con i numeri reali e grandezze discrete con i numeri naturali (torna indietro…) (continua…)

32 lezione 3 analogico e digitale (II) numeri razionali: A/B con A e B in N si possono esprimere frazioni un terzo di una torta 2/3 di un giorno possiamo pensare ad un numero razionale come ad una indicazione di quante sotto unità considerare 2/3 = prendere 2 sotto unità da 1/3 se disponiamo di un modo per indicare la sotto unità per rappresentare i razionali ci bastano i naturali (continua…) (torna indietro…)

33 lezione 3 analogico e digitale (III) si può approssimare un numero reale con un numero razionale in pratica significa che ci fermiamo dopo un certo numero di cifre decimali 2,34 significa: scegli come sotto unità 0,01 e prendine 234 si possono dare approssimazioni razionali arbitrariamente vicine ad un reale: 3,14 = 314 x 0.01 3,1415672343 = 31415672343 x 0.00000001 (continua…) (torna indietro…)

34 lezione 3 analogico e digitale (IV) (continua…) (torna indietro…)

35 lezione 3 analogico e digitale (V) linformatica vuole trattare linformazione ogni tipo di informazione può essere elaborata come se stessimo elaborando informazione numerica (con opportune restrizioni sulle operazioni e relazioni ammesse) il calcolatore tratta solo grandezze discrete (fine excursus) (torna indietro…)

36 lezione 3 lalgoritmo

37 lezione 3 lalgoritmo (II)

38 lezione 3 proprietà di un algoritmo

39 lezione 3 il transistor (torna indietro…) (continua…)

40 lezione 3 il transistor (torna indietro…) (continua…)

41 lezione 3 il transistor (fine excursus) (torna indietro…)

42 lezione 3 il diodo un dispositivo che consente il passaggio della corrente solo se ai suoi capi è presente unidonea tensione.... la tensione dovrà essere applicata al morsetto positivo del diodo e dovrà essere superiore ad un preciso livello minimo.... (fine excursus)

43 lezione 3 un esempio di circuito... (fine excursus) (lascia lezione 3 per la 4)

44 lezione 3 cosè il linguaggio macchina ? 0 010000000010000 leggi il primo valore (a) e ponilo nella cella 16 1 010000000010001 leggi il secondo valore (b) (cella 17) 2 010000000010010 leggi il terzo valore (c) (cella 18) 3 010000000010011 leggi il quarto valore (d) (cella 19) 4 000000000010000 carica A con il contenuto della cella 16 5 000100000010001 carica B con il contenuto della cella 17 6 011000000000000 somma i due valori (il risultato è in A) 7 001000000010100 salva il risultato parziale nella cella 20 8 000000000010010 carica A con il contenuto della cella 18 9 000100000010011 carica B con il contenuto della cella 19 10 011000000000000 somma i due valori (il risultato è in A) 11 000100000010100 carica B con il contenuto della cella 20 12 100000000000000 moltiplica i due valori (il risultato è in A) 13 001000000010100 salva il risultato nella cella 20 14 010100000010100 scrivi il contenuto della cella 20 15 110100000000000 arresta lesecuzione 16 cella riservata ad a 17 cella riservata a b 18 cella riservata a c 19 cella riservata a d 20 cella riservata al risultato parziale ……………………………… ……………………………… celle libere (torna indietro…) (continua…)

45 lezione 3 istruzioni di trasferimento: registri RAM 012345012345 ALU R0R0 R1R1 R2R2 LOAD STORE cpu RAM (continua…) (diapositiva precedente)

46 lezione 3 Formato: codice-op n. registro indirizzo parola RAM 8 bit 4 bit 20 bit 1 parola (32bit) LOAD 00000000 STORE 00000001 Codici: (continua…) (diapositiva precedente)

47 lezione 3 funzioni aritmetiche: eseguono somma, differenza, moltiplicazione e divisione usando i registri come operandi ADD 00000010 FADD 00000011 SUB 00000100 FSUB 00000101 MULT 00000110 FMULT 00000111 DIV 00001000 FDIV 00001001 MOD 00001010 RiRi RjRj C Op (continua…) (diapositiva precedente)

48 lezione 3 codice-op reg 1 reg 2 8 bit 4 bit 4 bit inutile 1 parola (32 bit) Formato: (fine excursus) (diapositiva precedente)