Il Calcolatore Elettronico

Presentazione sul tema: "Il Calcolatore Elettronico"— Transcript della presentazione:

1 Il Calcolatore Elettronico
I.T.I.S. A. Volta di Lodi AS Il Calcolatore Elettronico Lezione 2 Prof. Eugenio Chiriaco

2 Contenuti La macchina di Von Neumann Il Clock di un calcolatore
Il processore (CPU) La memoria di lavoro (RAM) La gerarchia delle memorie Il BUS La scheda madre di un calcolatore

3 John Von Neumann Matematica Fisica Economia Informatica
( ) Matematica concetto di classe Fisica Assiomatizzazione della meccanica quantistica Economia Teoria dei giochi Informatica Struttura del calcolatore

4 Macchina di Von Neumann
BUS PROCESSORE MEMORIA (cpu) (ram)

5 Interfacciamento con l’esterno
Mondo Esterno CPU RAM

6 Struttura del Calcolatore
Stampante Disco PROCESSORE I/O I/O BUS I/O I/O MEMORIA Video tastiera

7 Struttura del Calcolatore
Stampante Disco PROCESSORE USB EIDE BUS PS/2 Scheda Video MEMORIA Video tastiera

8 Motherboard PS/2 COM USB LPT RAM EIDE EIDE ROM CACHE CPU SATA CHIPSET
Tutta l’elettronica del calcolatore è contenuta nella scheda madre (motherboard) PS/2 COM USB LPT RAM EIDE AGP EIDE ROM CACHE CPU SATA CHIPSET clock BUS

9 Il Segnale di Sincronismo
Tutte le attività del calcolatore sono eseguite sulla base di un segnale elettrico detto di sincronismo (Clock o temporizzatore) caratterizzato da una frequenza ben precisa (es. 2GHz) t

10 CPU

11 CPU Principali funzioni del processore
Esegue le istruzioni contenute nella memoria centrale (ciclo macchina) sulla base di un segnale di sincronismo (clock) Consente di fare le operazioni aritmetiche e logiche fra gli operandi contenuti nei registri Consente di dialogare con tutte le periferiche connesse al bus (per leggere o scrivere dati)

12 CPU CPU Unità di Controllo Unità Aritmetico logica Periferiche
Registri Memoria Principale Disco Video bus

13 RAM Principali caratteristiche di una RAM
Logicamente è una successione di celle elementari denominate byte Il numero complessivo di byte ne determina la capacità Ogni cella di memoria possiede un indirizzo unico Ogni cella di memoria può essere letta o scritta La velocità di lettura/scrittura è imposta da un segnale di sincronismo Contiene il programma che deve essere eseguito dalla cpu Contiene tutti i dati che devono essere usati dal programma (in arrivo da una periferica di input) Contiene tutti i dati ottenuti come risultato del programma (da inviare ad una periferica di output)

14 RAM RAM INDIRIZZI DATI CONTROLLI

15 La Gerarchia delle Memorie
Registri +lente Cache Da 32KB a alcuni MB +capacita`di memorizzazione Memoria principale Da 512MB a decine di GB Dischi magnetici Da alcuni GB a decine di TB Nastri Dischi ottici Unità rimovibile Unità di Backup

16 Ram

17 Esercizio Calcolare i bit di indirizzamento necessari
per indirizzare le seguenti RAM: KB MB MB GB GB (NOTA: bit = log2 Capacità)

18 IL BUS lavora con una frequenza propria
BUS-dati (scambio dati cpu  ram e cpu  dispositivo I/O) BUS-indirizzi (locazione di memoria o dispositivo di ingresso/uscita) BUS-controlli (segnali di controllo). I dispositivi di ingresso/uscita vengono collegati al BUS di sistema attraverso opportuni SLOT (PCI, ISA, EISA, AGP). IL BUS lavora con una frequenza propria

19 Le schede ISA sono compatibili con le schede EISA
BUS ISA (Industry Standard Architecture) Bus (dati) a 8 bit con frequenza di 8.33 MHz EISA (Enhanced ISA) Bus (dati) a 16 bit con frequenza di 8.33 MHz Le schede ISA sono compatibili con le schede EISA

20 BUS EISA

21 BUS Bit Rate La velocità di trasmissione delle informazioni
binarie su un canale di comunicazione si esprime mediante la bit rate (tasso di bit). La bit rate di un canale esprime la quantità di bit al secondo che possono essere trasmessi. La bit rate di un canale si esprime in bps o B/sec (dove B denota il Byte = 8 bit)

22 BUS Bit Rate (esempi) 8(bit) x 8,33(MHz) = 66,6 Mbps
Calcolare la bit rate di un bus ISA 8(bit) x 8,33(MHz) = 66,6 Mbps 1(Byte) x 8,33(MHz) = 8,33 MB/sec 66,6 Mbps = 8,33 MB/sec

23 BUS Bit Rate (esempi) 16(bit) x 8,33(MHz) = 133,2 Mbps
Calcolare la bit rate di un bus EISA 16(bit) x 8,33(MHz) = 133,2 Mbps 2(Byte) x 8,33(MHz) = 16,6 MB/sec 133,2 Mbps = 16,6 MB/sec

24 BUS PCI-X 266 PCI (Peripheral Component Interconnect)
Bus (dati) a 32 bit con frequenza di 33 MHz Bus (dati) a 64 bit con frequenza di 66 MHz PCI-X 133 (PCI eXtended) Bus (dati) a 64 bit con frequenza di 133 MHz (circa 1GB/sec) PCI-X 266 Bus (dati) a 64 bit con frequenza di 266 MHz PCI-X 533 Bus (dati) a 64 bit con frequenza di 533 MHz

25 Esercizio Calcolare la bit rate (Mbps e MB/sec) dei seguenti bus:
PCI 32 bit PCI-X 133 PCI-X 266 PCI-X 533

26 BUS PCI

27 BUS PCI Express PCI Express 4x, 16x, 1x, 16x
sotto uno slot PCI tradizionale a 32 bit

28 Accelerated Graphics Port
BUS AGP Accelerated Graphics Port Canale di comunicazione ad alta velocità per collegare la scheda video. AGP RAM Scheda Video CPU

29 BUS AGP

30 AGP AGP 1x velocità 266 MB/sec AGP 2x velocità 533 MB/sec
AGP 8x velocità GB/sec

31 CHIPSET Insieme di circuiti presenti sulla scheda madre che svolgono due funzioni fondamentali: 1. Memory Controller Hub (MCH) controlla la comunicazione fra CPU e RAM e fra CPU e AGP 2. I/O Controller Hub (ICH) controlla la comunicazione fra CPU e le Periferiche connesse al sistema attraverso PCI, EIDE, USB, COM, LPT, PS/2, SCSI.

32 Motherboard

33 esercitazione Alimentare la motherboard Inserire i moduli della RAM
Inserire la CPU nella relativa socket Collegare il circuito di ventilazione alla CPU Collegare lo speaker alla motherboard Collegare la scheda video nello slot AGP o PCI Collegare monitor e tastiera alla motherboard Alimentare il computer ed entrare nel BIOS Controllare la memoria riconosciuta e provvedere ad un aggiornamento Collegare un drive per FLOPPY-DISK (A) Eseguire il boot da dischetto usando il sistema operativo MS-DOS Collegare un secondo drive per FLOPPY-DISK (B)