unità didattica interdisciplare

Istituto Professionale di Stato per l’Industria e l’Artigianato
“G. MARCONI”
UNITÀ DIDATTICA
INTERDISCIPLARE
Materie:
SISTEMI ,
AUTOMAZIONE E CONTROLLI
INGLESE
Classe: III A sez. A
Insegnanti:
Prof. MARTINO COPPOLA
Prof.ssa EMANUELA PERUGI
( sistemi e automazione )
( lingua inglese )
Anno scolastico 2010 2011
UNITA'
DIDATTICA
INTERDISCIPLINARE
W.E.L.L.
“ L'elettronica e i sistemi automatici
incontrano la lingua inglese
attraverso la Rete “
Premessa
l'idea alla base di questa esperienza didattica è quella di far interagire
due realtà:
Ó lo studio delle materie tecniche che utilizza l'inglese come lingua di lavoro in
quanto la maggior parte dei manuali tecnici sia sotto forma cartacea sia online è
scritto in inglese;
Ó lo studio della lingua vera e propria che comprende la conoscenza di un lessico
quanto più variegato possibile e quindi ha la possibilità di far usare ai ragazzi
vocaboli che poi ritrovano nella realtà professionale che è di loro competenza.
Dal momento che sempre più è
necessario fornire agli studenti una
cultura che tenga conto da una
parte
Occorre volare in alto quanto più è
della complessità della realtà che li
possibile: quanti poi arriveranno alla
circonda e dall'altra – specialmente
meta non lo sappiamo ma
nel
caso di una scuola ad indirizzo
professionale quale è la nostra della operatività pressoché
immediata
delle conoscenze acquisite, il far
lavorare e interagire in classe
insegnanti
di diverse materie in maniera
intelligente
atte a fornire agli studenti degli
strumenti di lavoro, risulta oltremodo
innovativo.
Tale lavoro di integrazione di saperi
ha
utilizzato, fra l'altro il WEB come
ambiente di lavoro, in parallelo alle
normale attività di classe. Infatti
tramite
una casella di posta elettronica di
classe
alla quale potevano accedere gli
studenti
e gli insegnanti coinvolti, si sono
l'importante è volare
inviati
loro documenti ricavati da manuali on
line sui dispositivi tecnici usati
( ovviamente in inglese ) nonché
glossari preparati dagli insegnanti sul
lessico tecnico usato in tali manuali.
Da questa esperienza ci si aspetta
non tanto e non solo una ricaduta
immediata sulla classe – auspicabile
ma non quantificabile fin dall'inizio –
quanto uno stimolo e una sfida
all'inerzia che spesso ci prende la
mano e ci porta a ripetere più o meno
pedissequamente quello che era già
stato svolto in passato.
Obiettivi: migliorare la conoscenza della lingua inglese dal punto di vista del lessico
tecnico e nello stesso tempo abituare gli studenti all'uso di manuali e testi tecnici in
inglese.
Imparare a superare la separazione fra discipline, costruire ponti cognitivi, saper
apprezzare l'inglese come lingua utilizzata per la ricerca scientifica, a livello internazionale,
come “lingua franca”.
Metodologia: utilizzo durante le lezioni della materia tecnica di materiale in inglese che
viene letto in classe e tradotto nelle sue parti principali. Tale materiale viene poi fornito agli
studenti sotto forma cartacea e on line in modo da poterlo riguardare con calma.
Viene poi fornito con le stesse modalità un glossario con i termini usati da utilizzare nelle
prove di verifica. Il collegamento on line fra insegnanti e studenti ( anch'esso abbastanza
innovativo) permette di avere chiarimenti e spiegazioni e a fornire indicazioni in tempo
reale anche al di fuori dell'aula scolastica
Tutto materiale viene concordato e controllato dal punto di vista linguistico dall'insegnante
di inglese.
Alcune lezioni sono state svolte dagli stessi alunni i quali, a gruppi di 2 o 3, hanno
presentato la traduzione da loro fatta di alcuni testi tecnologici in inglese assegnati loro.
In particolare sono stati presentati i testi in allegato : pc glossary e testo sul
microprocessore.
Alcune lezioni sono state svolte in compresenza: l'insegnante di sistemi aveva affidato ad
alcuni ragazzi il compito di relazionare all'intera classe alcuni argomenti in lingua inglese;
l'insegnante di Inglese ha partecipato alla lezione, valutando la “performance” degli
studenti e facendo notare alcune peculiarità linguistiche dei testi in questione.
Strumenti di lavoro: materiale cartaceo e on line ( testi e fogli tecnici dei componenti
studiati )
Modalità di verifica : all'interno delle prove scritto grafiche di sistemi vengono inserite delle
domande in inglese che fanno riferimento a un breve testo sempre in inglese relativo agli
argomenti trattati. Gli studenti devono capire il testo e rispondere in italiano in maniera
aperta e potendo consultare il glossario fornito loro.
Per le prove curricolari di inglese viene forniti loro una prova semistrutturata che si allega.
Tempi di attuazione: nei primi mesi del I quadrimestre si è impostato il lavoro fornendo loro
i primi materiali e alla fine del quadrimestre sono state fatte le prime prove di verifica.
Nel secondo si è continuato con le stesse modalità.
A fine anno viene proposto un questionario per ricavare quanto sia stato apprezzato o
meno la sinergia tra le due materie e la collaborazione tra i due docenti.
Valutazione dell'esperienza: il punto di vista degli studenti
Come verifica finale, tenendo conto degli elementi emersi dall'analisi del questionario si
può dire che gli studenti abbiano recepito positivamente l'esperienza fatta. Quasi tutti
hanno risposto al questionario in termini di apprezzamento del lavoro interdisciplinare.
Di seguito vengono analizzate le risposte alle singole domande.
Alla domanda di dare un voto tra 1 e 10 all'esperienza globale, i due terzi hanno dato 8-9
e nessuno da dato meno di sei.
Alle domande sull'utilità dell'esperienza dal punto di vista tecnico quasi tutti hanno
affermato che è servita per conoscere nuovi vocaboli e per ripassare meglio gli argomenti
mentre dal punto di vista linguistico, anche se hanno affermato che, in alcuni casi, non è
stato semplicissimo, globalmente è servito.
Valutazione dell'esperienza: il punto di vista dei docenti
Come indicato nella premessa, ci si era proposto l'obiettivo non solo di fornire strumenti di
lavoro adeguati a una società in rapido sviluppo e quindi 'dinamici', adattabili e non
ingabbiati in schemi prefissati ma anche di abituare i ragazzi a una pluralità di visione dei
problemi stessi.
Vedere inoltre due insegnanti di discipline non strettamente affini collaborare fianco a
fianco, a volte in compresenza, per fornire alla classe tali strumenti è stata sicuramente
una novità che – si spera- possa aver fornito loro l'indicazione che formare delle menti in
evoluzione - quali sono le loro - è un compito difficile e strettamente collaborativo: difficile
ottenere risultati positivi se ognuno va per contro proprio, sicuramente più efficace se si
collabora avendo come scopo la crescita appunto globale di tutti e ognuno.
Dal punto di vista tecnico sicuramente i vantaggi ci sono stati, anche analizzando le loro
risposte,
e si spera che si possa continuare nei prossimi anni, con una maggiore compartecipazione
e interconnessione fra le diverse discipline.
Dal punto di vista linguistico, gli studenti hanno avuto l’opportunità di toccare con mano le
caratteristiche dell’inglese tecnico (English for Specific Purposes) a partire da manuali
autentici di elettronica, senza rinunciare alla riflessione linguistica sui testi stessi, così da
favorire la metacognizione e l’acquisizione di termini e “chunks of language” significativi.
Una dimensione fondamentale è stata quella della sincronia, cioè per alcuni momenti i due
docenti hanno lavorato contemporaneamente sugli stessi argomenti e, talvolta, in
compresenza.
Le compresenze sono state particolarmente significative: quando alcuni studenti hanno
relazionato su testi in inglese all’intera classe, era presente anche l’insegnante di Inglese
che ha potuto apprezzare e valutare la loro esposizione.
Allegati
Ó glossario
Ó C.L.I.L
Ó prova di comprensione in inglese
Ó microprocessore in inglese
Ó microprocessore in italiano
Ó memorie
Ó pc glossary
Ó questionario in inglese
Ó questionario finale
GLOSSARIO
AND
Porta
The boolean (
La funzione booleana
gate
AND
logic) function
(logica) che è vera ('1' logico
which is true (
) solo se tutti i suoi argomenti
logic '1') only if
( ingressi ) sono veri ('1'
all its inputs (
logico )
inputs )are true (
logic '1')
NAND
Porta
Not And: The
And Negato: la funzione
gate
NAND
boolean ( logic)
(logica) che è 'vera' ('1' logico
function which is ) a meno che tutti i suoi
argomenti (ingressi) sono veri
true
( logic '1')unless ('1' logico )
all its inputs are
true
OR
Porta
The boolean (
La funzione booleana
gate
OR
logic) function
(logica) che è falsa ('0' logico
which is false (
) solo se tutti i suoi argomenti
logic '0) only if
( ingressi ) sono falsi ('' logico
all its inputs are
)
false
( logic
'0')
NOR
Porta
Not Or: The
la funzione (logica) che è
gate
NOR
boolean ( logic)
'falsa' ('0' logico ) a meno che
gate
function which is tutti i suoi argomenti
false
(ingressi) sono falsi ('0'
( logic '0') unless logico )
all its inputs are
false
Truth table
Tabella di A truth table is a La tabella di verità è una
verità
table that
tabella che descrive il
describes the
comportamento di una porta
behaviour of a
logica o di ogni combinazione
logic gate or any di porte logiche. Essa mostra
combination of
il valore dell'uscita per ogni
logic gates. It
possibile combinazione degli
lists the value of ingressi
the output for
every possible
combination of
the inputs
Flip flop
Flip flop
A digital logic
Un circuito digitale logico che
circuit that can
può esistere in due stati.
exist in one of
Commuta tra i due stati
two states. It
attraverso il controllo dei suoi
switches
ingressi.( toggle è
between the two praticamente intraducibile ma
states ( toggles) indica proprio la
Digital counter
under control of
commutazione tipica dei flip
its inputs.
flop)
Contatore A digital circuit
(Binary counter) digitale
which has a
(contatore clock input and
Un circuito digitale che ha un
ingresso di clock (vedi) e un
numero di uscite di conteggio
binario)
a number of
che danno il valore numero
count output
dei cicli di clock
which give the
numbers of
clock cycles
A type of clock
positive edge-
Che
triggered
scatta sul transition that
Un tipo di transizione del
clock che scatta quando il
fronte (
triggers when
segnale commuta fra livello
bordo) di
the signal
basso e livello alto
salita
toggles between
low level and
high level
complementary
Uscite
The outputs of a Le uscite di un flip flop. Esse
outputs.
comple-
flip flop. They
sono sempre l'una il
mentari
are always
complemento dell'altra
complementary
A type of clock
negative edge-
Che
triggered
scatta sul transition that
Un tipo di transizione del
clock che scatta quando il
fronte (
triggers when
segnale commuta fra livello
bordo) di
the signal
alto e livello basso
discesa
toggles between
high level and
low level
High voltage
Livello
level
alto di
tensione
Low voltage
Livello
level
basso di
tensione
Orologio - The input signal of
clock
Il segnale di ingresso di un circuito
segnale di a digital circuit that digitale che è il segnale di
sincronism is the syncronous
sincronismo di tutto il circuito
o
signal of all the
asynchronous
Ingresso
An input that
Un ingresso che agisce
inputs ( for
asincrono
operates
indipendentemente dal clock
circuit
example clear, set, (per
independently of
reset )
the clock input
esempio
clear, reset
set )
active low
active high
Attivo
A signal that is
basso
active when it has a ha un livello basso di tensione ( 0
low voltage level
Attivo alto A signal that is
Un segnale che è attivo quando
Logico )
Un segnale che è attivo
active when it has a quando ha un livello alto di
high voltage level
tensione
( 1 logico )
Master-Slave J-K
Flip flop
A flip flop that is
Un flip flop che commuta con
Flip-Flops
master-
triggered by a
un impulso positivo cioè
slave (
padroneschiavo)
positive pulse i.e.
reads the data
input on the
positive edge and
legge i dati sul fronte positivo
dell'ingresso e scrive i dati in
uscita sul fronte negativo del
writes data outputs segnale di clock
on the negative
edge of clock signal
Set (preset) input
Segnale di
asynchronous
Segnale asincrono che pone
ingresso
signal that sets the
a 1 l'uscita del flip flop
che pone a output of the flip
1 l'uscita
Clear ( reset) input Segnale di
ingresso
flop
asynchronous
Segnale asincrono che pone
signal that resets
a 0 l'uscita del flip flop
che pone a the output of the flip
0 l'uscita
Toggle
flop
commutazione
high-speed JK
JK ad alta
velocità
flip-flops with Direct Flip flop
Set and Clear
con ingressi
inputs.
di clear e
reset diretti
To feature
Avere come
caratteristica
feature
caratteristica
Shift register
A digital circuit built by Un circuito digitale formato da flip
Registro a
scorrimento
flip flop D; every clock flop di tipo D; ogni colpo di clock
shifts data from a flip
flop to another one
sposta i dati da un flip flop all'altro
Parallel (
Caricamen-
Data are loaded on
broadside) load
to parallelo
the inputs all togheter insieme, ognuno sul suo piedino
each one on its pin
To inhibite
Inibire,
impedire
To override
Passar
sopra,
prevalere
Namely
cioé
I dato sono sugli ingressi tutti
i.e. ( idem est)
Cioé ( nei
testi
scientifici )
Clear load, shift...
Sequenza
sequence
per
azzeramento
caricamento
spostamento
...
• Data transfers to the outputs on the falling edge of the clock pulse.
• Il dato si trasferisce alle uscite sul fronte di discesa dell'impulso di clock
**********************************************************************
• These are the simplest kind of shift registers.
• Questi sono i tipi più semplici di registri a scorrimento
**********************************************************************
• Shift registers can have both parallel and serial inputs and outputs.
• I registri a scorrimento possono avere ingressi e uscite sia seriali che
paralleli
**********************************************************************
• A cascade of flip flops, sharing the same clock
• Un insieme di flip flop collegati in cascata ( cioé uno dietro l'altro) che
condividono lo stesso clock
**********************************************************************
• A LOW logic level on the clear input will reset the outputs regardless of
the logic states of the other inputs
• Un livello logico BASSO sull'ingresso di Clear azzererà le uscite
indipendentemente dagli stati logici degli altri ingressi
**********************************************************************
Each output changes to the complement of its previous level on
each HIGH level clock pulse.
Ogni uscita cambia (commuta ) al complemento del livello precedente per
ogni impulso di clock ALTO
**********************************************************************
The LOW signal on PR or CLR prevents clocking and forces Q
HIGH or LOW, respectively.
Il segnale BASSO su PR o su CLR anticipa il segnale di clock e forza Q al
livello ALTO o BASSO rispettivamente
C.L.I.L.
C.ontent and L.anguage I.ntegrated L.earning
Insegnamento integrato di lingua e contenuti
ovvero l'uso veicolare della lingua straniera
per insegnare altre discipline
La lingua veicolare o C.L.I.L. è una lingua straniera usata nella scuola per insegnare
un'altra disciplina; quest'ultima persegue i suoi obiettivi didattici,
che non
riguardano affatto l'insegnamento della lingua, mentre lo scopo glottodidattico dell'uso
veicolare è quello di migliorare la qualità e i tempi dell'acquisizione della lingua
straniera.
Le motivazioni glottodidattiche per l'uso veicolare della lingua straniera sono:
a)
un incremento di esposizione alla lingua straniera;
b)
una maggiore autenticità delle attività: nelle ore di lingue straniera,
molte attività, soprattutto legate all'acquisizione delle funzioni
comunicative, sono di fatto dei falsi pragmatici (per esempio
studenti che si scambiano informazioni in inglese su quale treno
prendere per Milano), mentre le attività di Inglese durante l'ora di
Controlli hanno un significato intrinseco, sono, per dirla con Nunan,
un “real world task”;
c)
lo spostamento dell'attenzione dalla forma linguistica ai contenuti che
essa veicola : è la “rule of forgetting” di Krashen, secondo la quale
si acquisisce una lingua proprio quando ci si dimentica che la si sta
acquisendo;
d)
in queste attività di C.L.I.L., anche gli studenti con una minore
attitudine per l'apprendimento linguistico, possono seguire le lezioni
di C.L.I.L con la logica cognitiva, per esempio, di un'altra materia.
Il C.L.I.L. viene fortemente raccomandato sia dall'Unione Europea che dal Ministero,
ma le difficoltà attuative non sono poche.
Occorre infatti sottolineare la differenza tra il C.L.I.L e le attività multidisciplinari
che spesso mettiamo in atto nella scuola.
Per quanto riguarda il C.L.I.L., ci sono diverse modalità di integrazione tra la
lingua e l'altra disciplina, nel nostro caso 'una materia professionale ( Sistemi e
controlli automatici ):
1.
Non CLIL: si fa la materia in inglese senza alcun interesse per
l'eventuale acquisizione dell' Inglese;
2.
CLIL orientato sulla materia : si fa materia in Inglese e l'insegnante
di Inglese dà un supporto sugli aspetti linguistici utili per la
materia;
3.
CLIL vero e proprio: materia e Inglese perseguono i loro obiettivi
nello stesso tempo, con le stesse attività; il contenuto delle materia
prevale ma con forte attenzione al ruolo e al tipo della lingua;
4.
C.L.I.L. Orientato sull'Inglese: progetti, spesso interdisciplinari, in cui
i contenuti scientifici danno i contenuti a moduli eseguiti poi in
inglese;
5.
Non C.L.I.L. : il tradizionale corso di microlingua (English for
Specific Purposes) , in cui si usano i testi di un'altra materia per
imparare l'inglese delle altre materie non le materie .
Nel nostro caso, si tratta di C.L.I.L. orientato sulla materia; in questo primo anno,
abbiamo scelto di utilizzare talvolta la mediazione della traduzione in italiano, per
essere certi della comprensione di concetti abbastanza complessi; per il
prossimo anno, ci proponiamo di superare questo limite, cercando di favorire
l'acquisizione della materia “target”, 'Sistemi e controlli ', in lingua.
Questo approccio secondo noi è da preferire alla microlingua in inglese (English
for Specific Purposes), perché la ricaduta didattica per gli studenti è di gran
lunga migliore: l'insegnante di Elettronica sa quali sono i materiali autentici in
lingua di cui i ragazzi hanno bisogno per acquisire le competenze in lingua
inglese che possono essere per loro spendibili in ambito professionale; per
l'insegnante di Inglese il lavoro risulta più efficace e significativo.
Inoltre, a nostro parere gli studenti apprezzano la collaborazione tra i docenti e
la sinergia tra le materie, che i ragazzi sono abituati a vedere come
compartimenti stagni.
I.P.S.I.A Marconi
a.s. 2010/2011
prof.ssa Emanuela Perugi
compito di Inglese
classe 3AA
Answer the following questions:
1. What’s the difference between RAM and ROM? (15p)
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
2. What does VOLATILITY mean? (15 p.)
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
....................................................................................................................................................
3.How much data can be stored? (15p)
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
4.Explain how an address bus works (15 points)
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………
Match each term with the right definition:
A.
B.
C.
D.
E.
1.
2.
3.
4.
5.
DATA
ADDRESS
RANDOM ACCESS; SEQUENTIAL ACCESS
SERIAL INPUT
WRITING
One-dimensional type of data addressing;
Information stored in the memory device;
The process of storing a piece of data to a memory
The two categories in which data access can be divided;
Location of the data
5 points for each correct answer
Part B
Trova nel testo le espressioni che significano:
a. Aver bisogno di
b. Traccia
c. Tentativi ed errori
d. Permettere
e. Dispositivo
3 points for each correct answer
ALU
In computer scienze, an arithmetic logic unit (ALU) is a digital circuit that performs arithmetic and logical operations. The
ALU is a fundamental building block of the central processing unit (CPU) of a computer The processors found inside
modern CPUs and graphics processing units (GPUs) accommodate very powerful and very complex ALUs.,
Most of a processor's operations are performed by one or more ALUs. An ALU loads data from input registers, an
external Control Unit then tells the ALU what operation to perform on that data, and then the ALU stores its result into an
output register. Other mechanisms move data between these registers and memory
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
A microprocessor incorporates most or all of the functions of a computer's central
single integrated
processing unit (CPU) on a
circuit (IC, or microchip).[1][2]
The first microprocessors emerged in the early 1970s and were used for electronic calculators, using binary-
coded decimal (BCD) arithmetic on 4-bit words. Other embedded uses of 4-bit and 8-bit microprocessors, such
as terminals, printers, various kinds of automation etc., followed soon after. Affordable 8-bit microprocessors
with 16-bit addressing also led to the first general-purpose microcomputers from the mid-1970s on.
8-bit designs
The Intel 4004 was followed in 1972 by the Intel
8008, the world's first 8-bit microprocessor. The 8008 was not,
however, an extension of the 4004 design, but instead the culmination of a separate design project at Intel, arising from a
contract with Computer
Terminals Corporation, of San Antonio TX, for a chip for a terminal they were
designing,[24] the Datapoint
2200 — fundamental aspects of the design came not from Intel but from CTC. In
1968, CTC's Austin O. “Gus” Roche developed the original design for the instruction set and operation of the processor.
In 1969, CTC contracted two companies, Intel and Texas
Instruments, to make a single-chip implementation,
known as the CTC 1201.[25] In late 1970 early 1971, TI dropped out being unable to make a reliable part. In 1970, with
Intel yet to deliver the part, CTC opted to use their own implementation in the Datapoint 3300, using traditional TTL logic
instead (thus the first machine to run “8008 code” was not in fact a microprocessor at all!). Intel's version of the 1201
microprocessor arrived in late 1971, but was too late, slow, and required a number of additional support chips. CTC had
no interest in using it. CTC had originally contracted Intel for the chip, and would have owed them $50,000 for their
design work.[25] To avoid paying for a chip they did not want (and could not use), CTC released Intel from their contract
and allowed them free use of the design.[25] Intel marketed it as the 8008 in April, 1972, as the world's first 8-bit
microprocessor. It was the basis for the famous "Mark-8" computer kit advertised in the magazine Radio-
1
Electronics in 1974.
The first multi-chip 16-bit microprocessor was the National
Semiconductor IMP-16, introduced in early 1973.
An 8-bit version of the chipset was introduced in 1974 as the IMP-8.
Other early multi-chip 16-bit microprocessors include one used by Digital
the LSI-11 OEM board set and the packaged PDP
Equipment Corporation (DEC) in
11/03 minicomputer, and the Fairchild
Semiconductor MicroFlame 9440, both of which were introduced in the 1975 to 1976 timeframe.
In 1975, National introduced the first 16-bit single-chip microprocessor, the National
Semiconductor PACE,
which was later followed by an NMOS version, the INS8900.
Another early single-chip 16-bit microprocessor was TI's TMS
9900, which was also compatible with their TI-990
line of minicomputers. The 9900 was used in the TI 990/4 minicomputer, the TI-99/4A home computer, and the TM990
line of OEM microcomputer boards. The chip was packaged in a large ceramic 64-pin DIP
package, while most 8-bit
microprocessors such as the Intel 8080 used the more common, smaller, and less expensive plastic 40-pin DIP. A followon chip, the TMS 9980, was designed to compete with the Intel 8080, had the full TI 990 16-bit instruction set, used a
plastic 40-pin package, moved data 8 bits at a time, but could only address 16 KB. A third chip, the TMS 9995, was a
new design. The family later expanded to include the 99105 and 99110.
The Western Design Center, Inc. (WDC) introduced the CMOS 65816 16-bit upgrade of the WDC CMOS
65C02 in 1984. The 65816 16-bit microprocessor was the core of the Apple IIgs and later the Super Nintendo
Entertainment System, making it one of the most popular 16-bit designs of all time.
Intel followed a different path, having no minicomputers to emulate, and instead "upsized" their 8080 design into the 16bit Intel
8086, the first member of the x86 family, which powers most modern PC type computers. Intel introduced
the 8086 as a cost effective way of porting software from the 8080 lines, and succeeded in winning much business on
that premise. The 8088, a version of the 8086 that used an external 8-bit data bus, was the microprocessor in the first
IBM PC, the model 5150. Following up their 8086 and 8088, Intel released the 80186, 80286 and, in 1985, the 32bit 80386, cementing their PC market dominance with the processor family's backwards compatibility. The 8086 and
80186 had a crude method of segmentation, while the 80286 introduced a full-featured semgented memory
management unit (MMU), and the 80386 introduced a flat 32-bit memory model with paged memory management.
16-bit designs had only been on the market briefly when 32-bit implementations started to appear.
The most significant of the 32-bit designs is the MC68000, introduced in 1979. The 68K, as it was widely known, had
32-bit registers but used 16-bit internal data paths and a 16-bit external data bus to reduce pin count, and supported only
24-bit addresses. Motorola generally described it as a 16-bit processor, though it clearly has 32-bit architecture. The
24
combination of high performance, large (16 megabytes or 2 bytes) memory space and fairly low cost made it the
most popular CPU design of its class. The Apple
Lisa and Macintosh designs made use of the 68000, as did a
host of other designs in the mid-1980s, including the Atari
ST and Commodore Amiga.
2
The world's first single-chip fully-32-bit microprocessor, with 32-bit data paths, 32-bit buses, and 32-bit addresses, was
the AT&T Bell
Labs BELLMAC-32A, with first samples in 1980, and general production in 1982[26][27] After the
divestiture of AT&T in 1984, it was renamed the WE 32000 (WE for Western Electric), and had two follow-on
generations, the WE 32100 and WE 32200. These microprocessors were used in the AT&T 3B5 and 3B15
minicomputers; in the 3B2, the world's first desktop supermicrocomputer; in the "Companion", the world's first 32-bit
laptop computer; and in "Alexander", the world's first book-sized supermicrocomputer, featuring ROM-pack memory
cartridges similar to today's gaming consoles. All these systems ran the UNIX
Intel's first 32-bit microprocessor was the iAPX
System V operating system.
432, which was introduced in 1981 but was not a commercial success.
It had an advanced capability-based object-oriented architecture, but poor performance compared to
contemporary architectures such as Intel's own 80286 (introduced 1982), which was almost four times as fast on typical
benchmark tests. However, the results for the iAPX432 was partly due to a rushed and therefore suboptimal Ada
compiler.
The ARM first appeared in 1985. This is a RISC processor design, which has since come to dominate the 32-bit
embedded systems processor space due in large part to its power efficiency, its licensing model, and its wide
selection of system development tools. Semiconductor manufacturers generally license cores such as the ARM11 and
integrate them into their own system
cores. Most cell
on a chip products; only a few such vendors are licensed to modify the ARM
phones include an ARM processor, as do a wide variety of other products. There are microcontroller-
oriented ARM cores without virtual memory support, as well as SMP applications processors with virtual memory.
Motorola's success with the 68000 led to the MC68010, which added virtual memory support. The MC68020,
introduced in 1985 added full 32-bit data and address busses. The 68020 became hugely popular in the Unix
supermicrocomputer market, and many small companies (e.g., Altos, Charles River Data Systems) produced desktopsize systems. The MC68030 was introduced next, improving upon the previous design by integrating the MMU into
the chip. The continued success led to the MC68040, which included an FPU for better math performance. A 68050
failed to achieve its performance goals and was not released, and the follow-up MC68060 was released into a market
saturated by much faster RISC designs. The 68
64-bit designs in personal computers
While 64-bit microprocessor designs have been in use in several markets since the early 1990s, the early 2000s saw the
introduction of 64-bit microprocessors targeted at the PC market.
With AMD's introduction of a 64-bit architecture backwards-compatible with x86, x86-64 (also called AMD64), in
September 2003, followed by Intel's near fully compatible 64-bit extensions (first called IA-32e or EM64T, later renamed
Intel 64), the 64-bit desktop era began. Both versions can run 32-bit legacy applications without any performance penalty
as well as new 64-bit software. With operating systems Windows
x64, Linux, BSD and Mac
XP x64, Windows Vista x64, Windows 7
OS X that run 64-bit native, the software is also geared to fully utilize the capabilities of
such processors. The move to 64 bits is more than just an increase in register size from the IA-32 as it also doubles the
3
number of general-purpose registers.
A different approach to improving a computer's performance is to add extra processors, as in symmetric
multiprocessing designs, which have been popular in servers and workstations since the early 1990s. Keeping up
with Moore's
Law is becoming increasingly challenging as chip-making technologies approach the physical limits of
the technology.
In response, the microprocessor manufacturers look for other ways to improve performance, in order to hold on to the
momentum of constant upgrades in the market.
A multi-core processor is simply a single chip containing more than one microprocessor core, effectively multiplying the
potential performance with the number of cores (as long as the operating system and software is designed to take
advantage of more than one processor). Some components, such as bus interface and second level cache, may be
shared between cores. Because the cores are physically very close they interface at much faster clock rates compared
to discrete multiprocessor systems, improving overall system performance.
In 2005, the first personal computer dual-core processors were announced and as of 2009 dual-core and quad-core
processors are widely used in servers, workstations and PCs while six and eight-core processors will be available for
high-end applications in both the home and professional environments.
Sun Microsystems has released the Niagara and Niagara
2 chips, both of which feature an eight-core design. The
Niagara 2 supports more threads and operates at 1.6 GHz.
Date
Name
Developer
Max clock (first
Word size
version)
(bits)
Process
Transistors
Multi-chip,
1971
PPS-25
Fairchild
400 kHz
4
1971
4004
Intel
740 kHz
4
10 µm
2,250 pMOS
1972
8008
Intel
500 kHz
8
10 μm
3,500 pMOS
1972
PPS-4
Rockwell
200 kHz
4
pMOS[3][4]
1973
μCOM 4
NEC
1 MHz
4
2,500 NMOS[5][6]
1973
IMP-16
National
715 kHz
16
1973
Mini-D
Burroughs
1 MHz
8
pMOS[9]
1974
IMP-8
National
715 kHz
8
Multi-chip, pMOS[10]
1974
8080
Intel
2 MHz
8
4
pMOS[1][2]
Multi-chip,
pMOS[7][8]
6 μm
6,000 NMOS
1974
5065
Mostek
1.4 MHz
8
pMOS[11]
1974
TLCS-12
Toshiba
1 MHz
12
NMOS[10]
1974
CP1600
3.3 MHz
16
NMOS[12][13][14]
1974
IMP-4
National
500 kHz
4
Multi-chip, pMOS[10]
1974
4040
Intel
740 kHz
4
10 μm
3,000 pMOS
1974
6800
Motorola
1 MHz
8
-
4,100 NMOS[10]
1974
TMS 1000
400 kHz
4
8 μm
8,000
1974
PACE
National
1975
6100
Intersil
4 MHz
12
1975
2650
Signetics
1.2 MHz
8
NMOS[10]
1975
PPS-8
Rockwell
256 kHz
8
pMOS[10]
1975
F-8
Fairchild
2 MHz
8
NMOS[10]
1975
CDP 1801 RCA
2 MHz
8
5 μm
1975
6502
1 MHz
8
-
4,000
10 MHz
16
-
6,000 + ROM
1975
General
Instrument
Texas
Instruments
MOS
Technologies
BPC[18][19
Hewlett
]
Packard
pMOS[12][15]
16
-
20,000
5,000 CMOS
two-chip[16][17]
1976
CDP 1802 RCA
6.4 MHz
8
1976
Z-80
2.5 MHz
8
4 μm
8,500
1976
TMS9900
3.3 MHz
16
-
8,000
1976
8x300
Signetics
8 MHz
8
1977
8085
Intel
3.0 MHz
8
3 μm
6,500
1978
6809
Motorola
1 MHz
8
5 μm
40,000
1978
8086
Intel
5 MHz
16
3 μm
29,000
1978
6801
Motorola
-
8
5 μm
35,000
1979
Z8000
Zilog
-
16
-
17,500
Zilog
Texas
Instruments
5
CMOS[20][21]
Bipolar[22][23]
1979
8088
Intel
5 MHz
8/16[24] 3 μm
29,000
1979
68000
Motorola
8 MHz
16/32[25] 4 μm
68,000
This list is incomplete; you can help by expanding it.
1980s
In the 1980s the microprocessors are 16-bit and 32-bit, mostly manufactured with the CMOS technology.
Date
Name
1980
16032
1981
6120
1981
ROMP
1981
Developer
Clock
National
Process
Transistors
-
-
60,000
10 MHz
-
20,000
IBM
10 MHz
2 µm
45,000
T-11
DEC
2.5 MHz
5 µm
17,000 NMOS
1982
RISC-I[26]
UC Berkeley
1 MHz
5 µm
44,420 NMOS
1982
FOCUS
Hewlett Packard
18 MHz
1.5 µm
450,000
1982
80186
Intel
6 MHz
-
55,000
?
80C186
Intel
6 MHz
-
? CMOS
1982
80188
Intel
8 MHz
-
29,000
1982
80286
Intel
6 MHz
1.5 µm
134,000
1983
RISC-II
UC Berkeley
3 MHz
3 µm
40,760 NMOS
1983
MIPS[27]
2 MHz
3 µm
25,000
1984
68020
Motorola
16 MHz
2 µm
190,000
1984
32032
National
-
-
70,000
1984
V20
NEC
5 MHz
-
63,000
1985
80386
Intel
16 MHz
1.5 µm
275,000
1985
MicroVax II 78032 DEC
5 MHz
3.0 µm
125,000
1985
R2000
MIPS
8 MHz
2 µm
115,000
1988
R3000
MIPS
12 MHz
1.2 µm
120,000
1986
Z80000
Zilog
-
-
91,000
Harris
Corporation
Stanford
University
6
1986
SPARC
Sun
40 MHz
0.8 µm
800,000
1986
V60[28]
NEC
16 MHz
1.5 µm
375,000
1987
CVAX 78034
DEC
12.5 MHz
2.0 µm
134,000
1987
ARM2
ARM Limited
18 MHz
2 µm
25,000[29]
1987
Gmicro/200[30]
Hitachi
-
1.0 µm
730,000
1987
68030
Motorola
16 MHz
1.3 µm
273,000
1987
V70[28]
NEC
20 MHz
1.5 µm
385,000
1988
i960
Intel
10 MHz
1.5 µm
250,000
1989
VAX DC520 "Rigel" DEC
35 MHz
1.5 µm
320,000
1989
80486
Intel
25 MHz
1 µm
1,180,000
1989
i860
Intel
25 MHz
1 µm
1,000,000
This list is incomplete; you can help by expanding it.
1990s
In the 1990s the microprocessors were mostly 32-bit. The external RAM speed no longer follow the microprocessor's.
So two clocks appears, an external and a faster internal. The internal is the one listed here.
Date
Name
Developer
Clock
Process
Transistors (M)
1990
68040
Motorola
40 MHz
-
1.2
1990
POWER1
IBM
20-30 MHz
1.0 µm
6.9
1991
R4000
100 MHz
0.8 µm
1.35
1991
NVAX
DEC
62.5-90.91 MHz
0.75 µm
1.3
1991
RSC
IBM
33 MHz
0.8 µm
1.0[31]
1992
Alpha 21064
DEC
100-200 MHz
0.75 µm
1.68
1992
microSPARC I Sun
40-50 MHz
0.8 µm
0.8
1992
PA-7100
100 MHz
0.80 µm
0.85[32]
1993
PowerPC 601 IBM, Motorola
50-80 MHz
0.6 µm
2.8
1993
Pentium
Intel
60-66 MHz
0.8 µm
3.1
1993
POWER2
IBM
55-71.5 MHz
0.72 µm
23
MIPS Computer
Systems
Hewlett Packard
7
1994
68060
1994
Motorola
50 MHz
0.6 µm
2.5
Alpha 21064A DEC
200-300 MHz
0.5 µm
2.85
1994
R4600
QED
100 - 125 MHz
0.65 µm
2.2
1994
PA-7200
Hewlett Packard
125 MHz
0.55 µm
1.26
1994
PowerPC 603 IBM, Motorola
60-120 MHz
0.5 µm
1.6
1994
PowerPC 604 IBM, Motorola
100-180 MHz
0.5 µm
3.6
1994
PA-7100LC
Hewlett Packard
100 MHz
0.75 µm
0.90
1995
Alpha 21164
DEC
266-333 MHz
0.5 µm
9.3
1995
UltraSPARC
Sun
143–167 MHz
0.47 µm
5.2
1995
SPARC64
101–118 MHz
0.40 µm
-
1995
Pentium Pro
Intel
150-200 MHz
0.35 µm
5.5
1996
Alpha 21164A DEC
400-500 MHz
0.35 µm
9.7
1996
K5
AMD
75-100 MHz
0.5 µm
4.3
1996
R10000
MTI
150-250 MHz
0.35 µm
6.7
1996
R5000
QED
180 - 250 MHz
0.35 µm
3.7
1996
SPARC64 II
141–161 MHz
0.35 µm
-
1996
PA-8000
Hewlett-Packard
160-180 MHz
0.50 µm
3.8
1996
P2SC
IBM
150 MHz
0.29 µm
15
1997
Pentium II
Intel
233-300 MHz
0.35 µm
7.5
1997
PowerPC 620 IBM, Motorola
120-150 MHz
0.35 µm
6.9
Sun
250-400 MHz
0.35 µm
5.4
IBM
370 MHz
0.5 µm
7.8
1997
UltraSPARC
IIs
HAL Computer
Systems
HAL Computer
Systems
1997
S/390 G4
1997
PowerPC 750 IBM, Motorola
233-366 MHz
0.26 µm
6.35
1997
K6
AMD
166-233 MHz
0.35 µm
8.8
1998
Alpha 21264
DEC
450-600 MHz
0.35 µm
15.2
1998
MIPS R12000 SGI
270-400 MHz
0.25 µm, 0.18 µm
6.9
8
1998
RM7000
1998
SPARC64 III
1998
S/390 G5
1998
QED
250 - 300 MHz
0.25 µm
18
250-330 MHz
0.24 µm
17.6
IBM
500 MHz
0.25 µm
25
PA-8500
Hewlett Packard
300-440 MHz
0.25 µm
140
1998
POWER3
IBM
200 MHz
0.25 µm
15
1999
Pentium III
Intel
450-600 MHz
0.25 µm
9.5
Motorola
350-500 MHz
0.20 µm
10.5
AMD
500-1000 MHz
0.25 µm
22
PowerPC
1999
7400
Athlon
1999
HAL Computer
Systems
This list is incomplete; you can help by expanding it.
2000s
In the 2000s the microprocessors clock increase reach a ceiling because of the heat dissipation barrier. Because of this
multi-core machine appears. 64-bit processors become mainstream.
Cores per die
Date
Name
Developer
Clock
Process
Transistors (M)
/
Dies per
module
2000
Athlon XP
AMD
2000
Duron
AMD
2000
Pentium 4
Intel
2000
SPARC64 IV
2000
z900
2001
37.5
1/1
180 nm
25
1/1
1.3-2 GHz
180 nm
42
1/1
Fujitsu
450–810 MHz
130 nm
-
1/1
IBM
918 MHz
180 nm
47
1 / 12, 20
MIPS R14000 SGI
500-600 MHz
130 nm
7.2
1/1
2001
POWER4
1.1-1.4 GHz
90 nm
174
2 / 1, 4
2001
UltraSPARC III Sun
750-1200 MHz 130 nm
29
1/1
2001
Itanium
733-800 MHz
180 nm
25
1/1
2001
PowerPC 7450 Motorola
733-800 MHz
180 nm
33
1/1
IBM
Intel
1.33-1.73 GHz 180 nm
550 MHz-1.3
GHz
9
2002
SPARC64 V
Fujitsu
1.1-1.35 GHz
130 nm
190
1/1
2002
Itanium 2
Intel
0.9-1 GHz
180 nm
410
1/1
2003
PowerPC 970 IBM
1.6-2.0 GHz
130 nm
52
1/1
2003
Pentium M
Intel
0.9-1.7 GHz
130 nm
77
1/1
2003
Opteron
AMD
1.4-2.4 GHz
130 nm
106
1/1
2004
POWER5
IBM
1.65-1.9 GHz
130 nm
276
2 / 1, 2, 4
AMD
1.6-3.0 GHz
90 nm
114
1/1
2005
Opteron
"Athens"
2005
Pentium D
Intel
2.8-3.2 GHz
90 nm
115
1/2
2005
Athlon 64 X2
AMD
2-2.4 GHz
90 nm
243
2/1
Sun
1.05-1.35 GHz 130 nm
66
2/1
Sun
1-1.4 GHz
90 nm
300
8/1
2005
2005
UltraSPARC
IV
UltraSPARC
T1
2005
Xenon
IBM
3.2 GHz
90 nm
165
3/1
2006
Core Duo
Intel
1.1-2.33 GHz
65 nm
151
2/1
2006
Core 2
Intel
1.06-2.67 GHz 65 nm
291
2 / 1, 2
2006
Cell/B.E.
3.2-4.6 GHz
90 nm
241
1+8 / 1
Intel
1.4-1.6 GHz
90 nm
1720
2/1
2006
Itanium
"Montecito"
IBM, Sony,
Toshiba
2007
POWER6
IBM
3.5-4.7 GHz
65 nm
790
2/1
2007
SPARC64 VI
Fujitsu
2.15-2.4 GHz
90 nm
543
2/1
Sun
1-1.4 GHz
65 nm
503
8/1
AMD
1.8-3.2 GHz
65 nm
463
4/1
2007
2007
UltraSPARC
T2
Opteron
"Barcelona"
2008
Phenom
AMD
1.8-2.6 GHz
65 nm
450
2, 3, 4 / 1
2008
z10
IBM
4.4 GHz
65 nm
993
4/7
2008
PowerXCell 8i IBM
2.8-4.0 GHz
65 nm
250
1+8 / 1
10
2008
SPARC64 VII Fujitsu
2.4-2.88 GHz
65 nm
600
4/1
2008
Atom
Intel
0.8-1.6 GHz
45 nm
47
1/1
2008
Core i7
Intel
2.66-3.2 GHz
45 nm
730
2, 4, 6 / 1
AMD
2.3-2.9 GHz
45 nm
751
4/1
AMD
2.5-3.2 GHz
45 nm
758
2, 3, 4, 6 / 1
AMD
2.2-2.8 GHz
45 nm
904
6/1
2008
2009
2009
Opteron
"Shanghai"
Phenom II
Opteron
"Istanbul"
2010s
Cores per die
Date
Name
Developer
Clock
Process
Transistors (M)
/
Dies per
module
2010
POWER7
2010
Itanium "Tukwila" Intel
2010
2010
Opteron "Magnycours"
Xeon "NehalemEX"
IBM
3-4.14 GHz
45 nm
1200
4, 6, 8 / 1, 4
2 GHz
65 nm
2000
2, 4 / 1
AMD
1.7-2.4 GHz
45 nm
1810
8, 12 / 1
Intel
1.73-2.66 GHz 45 nm
2300
4, 6, 8 / 1
2010
z196
IBM
5.2 GHz
45 nm
1400
4/6
2010
SPARC T3
Sun
1.6 GHz
45 nm
2000
16 / 1
2010
SPARC64 VIIIfx
Fujitsu
2 GHz
45 nm
760
8/1
.........................................................................................................................................................
ALU
Nella scienza dei computer una Unità Logico Aritmetica ( ALU ) è un circuito digitale che esegue operazioni aritmetiche
e logiche. La ALU è un blocco costitutivo fondamentale dell'unità centrale del computer (CPU). I processori dentro le
moderne CPU e dentro le Unità Grafiche di Processo ( GPU) contengono ALU molto potenti e molto complesse.
La maggior parte delle operazioni del processore sono eseguite da una o più ALU. Un ALU carica i dati da registri di
ingressi, una unità di controllo poi dice alla ALU quale operazione deve eseguire su quei dati e alla fine la ALU
memorizza il suo risultato in un registro esterno. Altri meccanismi muovono i dati tra quei registri e la memoria.
11
Micreoprocessori
un microprocessore incorpora la maggior parte o tutte le funzioni di una CPU di un computer (unità centrale di processo
) su un unico chip ( IC integrated circuit).
Il primo p comparve nei primi anni 70 e venne usato per calcolatori elettronici che usavano il codice BCD con 4 bit.
Seguirono ben presto altri usi di p embedded ( cioè integrato in sistemi più complessi ) a 4 e 8 bit come terminali,
stampanti, diversi tipi di automazioni ecc.
La disponibilità di p a 8 bit con indirizzamento a 16 bit portò ai primi microcomputer general purpose ( di uso generale,
il precursore del moderno personal computer n.d.t. ) alla metà degli anni '70
Il 4004 della Intel venne seguito nel 1972 dall'8008, il primo microprocessore a 8
bit del mondo.
Il micro 8008 non
fu comunque un'estensione del progetto del 4004 ma piuttosto il culmine di un progetto separato dell'Intel, nascendo dal
contratto con la Computer Terminal Corporation di San Antonio nel Texas per un chip per un terminale che avevano
progettatp il Datapoint 2200 – gli aspetti fondamentali del progetto non venero dalla Intel ma dal CTC. N el 1968 Austin
O.”Gus” Roche della CTC sviluppò il progetto originale per il gruppo di istruzioni e le operazioni del processore. Nel 1969
la CTC fece un contratto con due compagnie, la Intel e la Texas Instruments ( TI) per fare un prodotto su un singolo chip,
noto come CTC 1201. Nell'ultima parte del 1970 e i primi del 1971, la TI abbandonò essendo diventata incapace nel
costruire componenti affidabili.
Nel 1970,mentre Intel doveva ancora consegnare il componente, CTC scelse di usare il proprio progetto nel Datapoint
3300 usando invece la logica TTL. ( così la prima macchina che usava il 'codice 8008' non era un microprocessore in
tutto e per tutto ).
La versione Intel del p 1201 arrivò verso la fine del 1971 ma era troppo tardi, troppo lenta e richiedeva molti chip
addizionali di supporto. CTC non aveva interesse a usarlo. CTC aveva fatto un contratto in origine con Intel per il chip e
avrebbe dovuto pagarli $ 50000 per il loro lavoro di progetto. Per evitare di pagare un chip che non volevano ( e non
avrebbero potuto usare ) CTC rilasciò Intel dal contratto e permise loro di usarlo liberamente. Intel lo mise sul mercato
come 8008 nell'aprile del 1972 e fu il primo p al mondo a 8 bit. Tale p era alla base del famoso kit per computer
Mark 8 pubblicizzato nel 1974 sulla rivista Radio Electronics.
Il primo p a 16 bit multi chip fu il National Semiconductor IMP 16 introdotto nella prima parte del 1973. Una versione a
8 bit fu introdotta el 1974 come IMP-8.
Fra gli altri p a 16 bit multichip ra incluso quello usato dalla Digital Equipment Corporation (DEC) nella scheda LSI-11
OEM e inclusa nel minicomputer PDP 11/03 e il MicroFlame 9440 della Fairchild Semiconducotrs, entrambi introdotti fra
il 1975 e il 1976.
Nel 1975 la National introdusse il primo p 16 bit single chip, il National Semiconductor PACE, che fu seguito più tardi
dalla versione NMOS INS8900.
Un altro p16 bit single chip fu il TMS 9900 della TT , che era anche compatibile con la loro linea di minicomputer
TI990. Il 9900 fu usato nel minicomputer TI 990/4 nel home computer TI 99/4A e nella linea di schede madri OEM
TM990.
Il chip fu confezionato in un grande contenitore ceramico con 64 pin DIP mentre la maggior parte dei p 8bit come
8080 della Intel usava il più comune, più piccolo e meno costoso contenitore plastico da 40 pin DIP. Un chip successivo,
12
il TMS 9980 fu progettato per competere con l' 8080 della Intel, aveva lo stesso set di istruzioni a 16 bit del TI 990, usava
un contenitore plastico a 40 pin, mjoveva 8 bit di dati alla volta ma poteva indirizzare solo 16 kB. Un terzo chip il TMS
9995 fu un nuovo progetto. La famiglia più tardi si espanse per includere il 99105 e il 99110.
La Western Design Center Inc. ( WDC ) introdusse il 65816 CMOS a 16 bit, aggiornamento del WDC 65C02 nel 1984. Il
65816, p a 16 bit fu il core ( nucleo centrale ) dell Apple Iigs a più tardi del Super Nintendo Entertainment System,
facendolo diventare uno dei progetti a 16 bit più popolati di ogni tempo.
La Intel seguì un precorso differente non avendo nessun minicomputer da emulare e invece 'ingrandì' il progetto dell
8080 nel Intel 8086 a 16 bit, il primo membro della famiglia x86 che viene usata nella maggior parte dei moderni
computer PC.
La Intel introdusse l' 8086 come un efficace mezzo per trasportare il software dalla serie 8080 ed ebbe successo
facendo molti affari con tale premessa. Il p 8088, una versione dell' 8086 che usava un bus esterno a 8 bit, fu quello
del primo PC IBM, il modello 5150. Seguendo 8086 e 8088, la Intel rilasciò il 80126, 80286 e nel 1985 80386 a 32 bit,
consolidando la dominanza sul mercato dei PC con la compatibilità con i modelli precedenti. I modelli 8086 e 80186
avevano un modello di segmentazione rozzo mentre 80286 introdusse una unità (MMU) che gestiva la memoria con
segmentazione completa e il 80386 introdusse un modello di memoria a 32 bit con 'paged memory management'.
Processori a 32 bit
I progetti a 16 bit erano stati messi da poco sul mercato quando cominciò ad apparire l'architettura a 32 bit.
Il più significativo di questi modelli è il MC68000 introdotto nel 1979. Il 68k come era ampiamente conosciuto, aveva
un'architettura interna a 32 bit ma un bus dati a 16 bit per ridurre il numero di pin del package. Motorola normalmente lo
indicava come un processore a 16 bit sebbene l'architettura interna fosse chiaramente a 32 bit. La combinazione di alta
velocità, ampio spazio di indirizzamento (16 MB) e costo contenuto ne fecero un processore molto diffuso: venne usato
dall'Apple Lisa e dal Macintosh e da molti altri sistemi come l'Atari ST e l'Amiga, della Commodore .
Il primo microprocessore al mondo a 32 bit su single chip con bus dati a 32 bit bus indirizzi a 32 bitfu il BELLMAC-32A
prodotto dalla AT&T Bell Labs e i primi esemplari furono prodotti nel 1980 mentre la produzione in serie iniziò nel 1982
Nel 1984 dopo lo smembramento della AT&T il microprocessore venne rinominato WE 32000 (WE da Western Electric)
e vennero sviluppati due successori, il WE 321000 e il WE 32200. Questi microprocessori vennero utilizzati nei
minicomputer AT&T 3B5 e 3B15. Il 3B2 fu il primo superminicomputer da tavolo. I processori vennero utilizzati anche in
Companion il primo computer portatile a 32 bit e in Alexander il primo supermicrocomputer grande quanto un libro. Il
sistema era dotato anche di cartucce ROM, simili a quelle utilizzate da alcune console attuali. Tutte queste macchine
eseguivano l'originale sistema operativo Unix V.
Il primo p a 32 bit della Intel fu il iAPX432 che fu introdotto nel 1981 ma non fu un successo commerciale. Aveva
un'architettura avanzata basata su oggetti ma deboli prestazione confrontate con il 80286 della stessa Intel introdotto
nel 1982 ) che era quasi 4 volte più veloce sulla base dei tipici test di funzionamento. Comunque i risultati per iAPX432
furono dovuti in parte a un uso affrettato e quindi non ottimale del compilatore Ada.
Lo ARM apparve nel 1985. Era un processore con progetto RISC che viene a dominare il settore dei sistemi integrati a
32 bit in larga parte a causa della sua efficienza nel consumo, il suo modello di licenza e la sua vasta selezione si
13
sistemi di sviluppo. I costruttori di semiconduttori generalmente vendevano il suo 'core' come ARM11 e lo integravano
nei loro sistemi; solo pochi rivenditori hanno il permesso di modificare il core di ARM. Questi sono ARM orientati verso i
core per microcontrollori senza supporto per la memoria virtuale come i processori per le applicazioni SMP con memoria
virtuale.
Dato il successo ottenuto, Motorola sviluppò una serie di successori del 68000: il secondo della famiglia fu l'MC 68010
che aggiunse il supporto della memoria virtuale. Nel 1984 presentò il Motorola
68020, la prima versione con bus
dati e indirizzi a 32 bit. Il 68020 fu molto popolare nei superminicomputer Unix e diverse compagnie produssero
macchine basate su questo microprocessore. Il successivo Motorola
microprocessore.
68030 (1987) introdusse la MMU nel
Il successivo Motorola 68040 (1991) inserì il coprocessore matematico (FPU floating point unit )nel
microprocessore. Il modello 68050 fallì nel raggiungere i suoi obiettivi e non venne rilasciato e il seguente MC68060 fu
rilasciato in un mercato pieno dei più velcori progetti RISC.
Processori a 64 bit per personal computer
Mentre i progetti per microprocessori erano in uso in parecchi mercati dai primi anni '90, i primi anni 200 videro
l'introduzione dei micro a 64 bit come adagtti per il mercato PC.
Con l'introduzione della AMD delle architetture a 4 bit compatibile con x86, x86-64 (chiamate AMD64) nel settembre
2003, seguita dalla estensione a 64 bit della Intel (prima chiamata IA-32 o EM64 più tardi rinominata Intel 64 ) comincia
l'era del desktop 64 bit.
Entrambe le versioni potevano far girare applicazioni più vecchie a 32 bit senza perdita in prestazioni altrettanto bene
come il software a 64 bit. Con sitemi operativi come Windows XP x64, Windows VISTA x64, Windows 7 x64, Linux BSD
e MAC OS X che nasce 64 bit, il software è creato per sfruttare appieno le capacità di tali processori.
Il passaggio a 64 bit è più che un incremento nel formato dei registri dal IA-32 e raddoppia il numero dei registri ad uso
generale.
Un approccio per incrementare le performance di un computer consiste nell'utilizzo di più processori, come nelle
architetture SMP ( symmetric multi processing )utilizzate in server e workstation a partire dagli anni '90. L'inseguimento
della legge di Moore ha però presentato difficoltà sempre maggiori, così come nella progettazione di singoli chip più
prestanti, mano a mano che si avvicinavano i limiti fisici della tecnologia.
Conseguentemente, i produttori hanno cercato soluzioni alternative per inseguire i costanti aggiornamenti nel mercato. Il
processore multi core è semplicemente un singolo chip contenente più che un core e consente potenzialmente una
moltiplicazione delle performance in base al numero dei core (ammesso che il sistema operativo sia in grado di
avvantaggiarsene). I vari core possono condividere tra loro alcuni componenti come il bus di interfaccia o la cache di
secondo livello. La prossimità estrema dei diversi core consente uno scambio di dati molto più veloce in comparazione
con i sistemi SMP discreti tradizionali, migliorando le prestazioni generali.
Nel 2005 è stato presentato il primo processore dual-core (a due core) e già nel 2009 i processori dual-core e quad-core
erano ampiamente diffusi in server, workstation e nei PC mentre six e eight-core sono disponibili per applicawioni di altro
livello sia in ambiente domestico che professionale.
La Sun Microsystems ha recentemente annunciato i chip Niagara e Niagara 2, entrambi con architettura eight-core (a
otto core). Il Niagara 2 prevede più operazioni insieme e lavora a 1,6 Ghz.
14
ALU
Nella scienza dei computer una Unità Logico Aritmetica ( ALU ) è un circuito digitale che esegue operazioni aritmetiche
e logiche. La ALU è un blocco costitutivo fondamentale dell'unità centrale del computer (CPU). I processori dentro le
moderne CPU e dentro le Unità Grafiche di Processo ( GPU) contengono ALU molto potenti e molto complesse.
La maggior parte delle operazioni del processore sono eseguite da una o più ALU. Un ALU carica i dati da registri di
ingressi, una unità di controllo poi dice alla ALU quale operazione deve eseguire su quei dati e alla fine la ALU
memorizza il suo risultato in un registro esterno. Altri meccanismi muovono i dati tra quei registri e la memoria.
Micreoprocessori
un microprocessore incorpora la maggior parte o tutte le funzioni di una CPU di un computer (unità centrale di processo)
su un unico chip ( IC integrated circuit).
Il primo p comparve nei primi anni 70 e venne usato per calcolatori elettronici che usavano il codice BCD con 4 bit.
Seguirono ben presto altri usi di p embedded ( cioè integrato in sistemi più complessi ) a 4 e 8 bit come terminali,
stampanti, diversi tipi di automazioni ecc.
La disponibilità di p a 8 bit con indirizzamento a 16 bit portò ai primi microcomputer general purpose ( di uso generale,
il precursore del moderno personal computer n.d.t. ) alla metà degli anni '70
Il 4004 della Intel venne seguito nel 1972 dall'8008, il primo microprocessore a 8
bit del mondo.
Il micro 8008 non
fu comunque un'estensione del progetto del 4004 ma piuttosto il culmine di un progetto separato dell'Intel, nascendo dal
contratto con la Computer Terminal Corporation di San Antonio nel Texas per un chip per un terminale che avevano
progettatp il Datapoint 2200 – gli aspetti fondamentali del progetto non venero dalla Intel ma dal CTC. N el 1968 Austin
O.”Gus” Roche della CTC sviluppò il progetto originale per il gruppo di istruzioni e le operazioni del processore. Nel 1969
la CTC fece un contratto con due compagnie, la Intel e la Texas Instruments ( TI) per fare un prodotto su un singolo chip,
noto come CTC 1201. Nell'ultima parte del 1970 e i primi del 1971, la TI abbandonò essendo diventata incapace nel
costruire componenti affidabili.
Nel 1970,mentre Intel doveva ancora consegnare il componente, CTC scelse di usare il proprio progetto nel Datapoint
3300 usando invece la logica TTL. ( così la prima macchina che usava il 'codice 8008' non era un microprocessore in
tutto e per tutto ).
La versione Intel del p 1201 arrivò verso la fine del 1971 ma era troppo tardi, troppo lenta e richiedeva molti chip
addizionali di supporto. CTC non aveva interesse a usarlo. CTC aveva fatto un contratto in origine con Intel per il chip e
avrebbe dovuto pagarli $ 50000 per il loro lavoro di progetto. Per evitare di pagare un chip che non volevano ( e non
avrebbero potuto usare ) CTC rilasciò Intel dal contratto e permise loro di usarlo liberamente. Intel lo mise sul mercato
come 8008 nell'aprile del 1972 e fu il primo p al mondo a 8 bit. Tale p era alla base del famoso kit per computer
Mark 8 pubblicizzato nel 1974 sulla rivista Radio Electronics.
Il primo p a 16 bit multi chip fu il National Semiconductor IMP 16 introdotto nella prima parte del 1973. Una versione a
8 bit fu introdotta el 1974 come IMP-8.
Fra gli altri p a 16 bit multichip ra incluso quello usato dalla Digital Equipment Corporation (DEC) nella scheda LSI-11
OEM e inclusa nel minicomputer PDP 11/03 e il MicroFlame 9440 della Fairchild Semiconducotrs, entrambi introdotti fra
il 1975 e il 1976.
Nel 1975 la National introdusse il primo p 16 bit single chip, il National Semiconductor PACE, che fu seguito più tardi
dalla versione NMOS INS8900.
Un altro p16 bit single chip fu il TMS 9900 della TT , che era anche compatibile con la loro linea di minicomputer
TI990. Il 9900 fu usato nel minicomputer TI 990/4 nel home computer TI 99/4A e nella linea di schede madri OEM
TM990.
Il chip fu confezionato in un grande contenitore ceramico con 64 pin DIP mentre la maggior parte dei p 8bit come
8080 della Intel usava il più comune, più piccolo e meno costoso contenitore plastico da 40 pin DIP. Un chip successivo,
il TMS 9980 fu progettato per competere con l' 8080 della Intel, aveva lo stesso set di istruzioni a 16 bit del TI 990, usava
un contenitore plastico a 40 pin, mjoveva 8 bit di dati alla volta ma poteva indirizzare solo 16 kB. Un terzo chip il TMS
9995 fu un nuovo progetto. La famiglia più tardi si espanse per includere il 99105 e il 99110.
La Western Design Center Inc. ( WDC ) introdusse il 65816 CMOS a 16 bit, aggiornamento del WDC 65C02 nel 1984. Il
65816, p a 16 bit fu il core ( nucleo centrale ) dell Apple Iigs a più tardi del Super Nintendo Entertainment System,
facendolo diventare uno dei progetti a 16 bit più popolati di ogni tempo.
La Intel seguì un precorso differente non avendo nessun minicomputer da emulare e invece 'ingrandì' il progetto dell
8080 nel Intel 8086 a 16 bit, il primo membro della famiglia x86 che viene usata nella maggior parte dei moderni
computer PC.
La Intel introdusse l' 8086 come un efficace mezzo per trasportare il software dalla serie 8080 ed ebbe successo
facendo molti affari con tale premessa. Il p 8088, una versione dell' 8086 che usava un bus esterno a 8 bit, fu quello
del primo PC IBM, il modello 5150. Seguendo 8086 e 8088, la Intel rilasciò il 80126, 80286 e nel 1985 80386 a 32 bit,
consolidando la dominanza sul mercato dei PC con la compatibilità con i modelli precedenti. I modelli 8086 e 80186
avevano un modello di segmentazione rozzo mentre 80286 introdusse una unità (MMU) che gestiva la memoria con
segmentazione completa e il 80386 introdusse un modello di memoria a 32 bit con 'paged memory management'.
Processori a 32 bit
I progetti a 16 bit erano stati messi da poco sul mercato quando cominciò ad apparire l'architettura a 32 bit.
Il più significativo di questi modelli è il MC68000 introdotto nel 1979. Il 68k come era ampiamente conosciuto, aveva
un'architettura interna a 32 bit ma un bus dati a 16 bit per ridurre il numero di pin del package. Motorola normalmente lo
indicava come un processore a 16 bit sebbene l'architettura interna fosse chiaramente a 32 bit. La combinazione di alta
velocità, ampio spazio di indirizzamento (16 MB) e costo contenuto ne fecero un processore molto diffuso: venne usato
dall'Apple Lisa e dal Macintosh e da molti altri sistemi come l'Atari ST e l'Amiga, della Commodore .
Il primo microprocessore al mondo a 32 bit su single chip con bus dati a 32 bit bus indirizzi a 32 bitfu il BELLMAC-32A
prodotto dalla AT&T Bell
1982 (si veda qui
Labs e i primi esemplari furono prodotti nel 1980 mentre la produzione in serie iniziò nel
per la bibliografia o qui per le caratteristiche). Nel 1984 dopo lo smembramento della
AT&T il microprocessore venne rinominato WE 32000 (WE da Western
Electric) e vennero sviluppati due
successori, il WE 321000 e il WE 32200. Questi microprocessori vennero utilizzati nei minicomputer AT&T 3B5 e 3B15.
Il 3B2 fu il primo superminicomputer da tavolo. I processori vennero utilizzati anche in Companion il primo computer
portatile a 32 bit e in Alexander il primo supermicrocomputer grande quanto un libro. Il sistema era dotato anche di
cartucce ROM, simili a quelle utilizzate da alcune console attuali. Tutte queste macchine eseguivano l'originale sistema
operativo Unix V.
Il primo p a 32 bit della Intel fu il iAPX432 che fu introdotto nel 1981 ma non fu un successo commerciale. Aveva
un'architettura avanzata basata su oggetti ma deboli prestazione confrontate con il 80286 della stessa Intel introdotto
nel 1982 ) che era quasi 4 volte più veloce sulla base dei tipici test di funzionamento. Comunque i risultati per iAPX432
furono dovuti in parte a un uso affrettato e quindi non ottimale del compilatore Ada.
Lo ARM apparve nel 1985. Era un processore con progetto RISC che viene a dominare il settore dei sistemi integrati a
32 bit in larga parte a causa della sua efficienza nel consumo, il suo modello di licenza e la sua vasta selezione si
sistemi di sviluppo. I costruttori di semiconduttori generalmente vendevano il suo 'core' come ARM11 e lo integravano
nei loro sistemi; solo pochi rivenditori hanno il permesso di modificare il core di ARM. Questi sono ARM orientati verso i
core per microcontrollori senza supporto per la memoria virtuale come i processori per le applicazioni SMP con memoria
virtuale.
Dato il successo ottenuto, Motorola sviluppò una serie di successori del 68000: il secondo della famiglia fu l'MC 68010
che aggiunse il supporto della memoria virtuale. Nel 1984 presentò il Motorola
68020, la prima versione con bus
dati e indirizzi a 32 bit. Il 68020 fu molto popolare nei superminicomputer Unix e diverse compagnie produssero
macchine basate su questo microprocessore. Il successivo Motorola
microprocessore.
68030 (1987) introdusse la MMU nel
Il successivo Motorola 68040 (1991) inserì il coprocessore matematico (FPU floating point unit )nel
microprocessore. Il modello 68050 fallì nel raggiungere i suoi obiettivi e non venne rilasciato e il seguente MC68060 fu
rilasciato in un mercato pieno dei più velcori progetti RISC.
Processori a 64 bit per personal computer
Mentre i progetti per microprocessori erano in uso in parecchi mercati dai primi anni '90, i primi anni 200 videro
l'introduzione dei micro a 64 bit come adagtti per il mercato PC.
Con l'introduzione della AMD delle architetture a 4 bit compatibile con x86, x86-64 (chiamate AMD64) nel settembre
2003, seguita dalla estensione a 64 bit della Intel (prima chiamata IA-32 o EM64 più tardi rinominata Intel 64 ) comincia
l'era del desktop 64 bit.
Entrambe le versioni potevano far girare applicazioni più vecchie a 32 bit senza perdita in prestazioni altrettanto bene
come il software a 64 bit. Con sitemi operativi come Windows XP x64, Windows VISTA x64, Windows 7 x64, Linux BSD
e MAC OS X che nasce 64 bit, il software è creato per sfruttare appieno le capacità di tali processori.
Il passaggio a 64 bit è più che un incremento nel formato dei registri dal IA-32 e raddoppia il numero dei registri ad uso
generale.
Un approccio per incrementare le performance di un computer consiste nell'utilizzo di più processori, come nelle
architetture SMP ( symmetric multi processing )utilizzate in server e workstation a partire dagli anni '90. L'inseguimento
della legge di Moore ha però presentato difficoltà sempre maggiori, così come nella progettazione di singoli chip più
prestanti, mano a mano che si avvicinavano i limiti fisici della tecnologia.
Conseguentemente, i produttori hanno cercato soluzioni alternative per inseguire i costanti aggiornamenti nel mercato. Il
processore multi core è semplicemente un singolo chip contenente più che un core e consente potenzialmente una
moltiplicazione delle performance in base al numero dei core (ammesso che il sistema operativo sia in grado di
avvantaggiarsene). I vari core possono condividere tra loro alcuni componenti come il bus di interfaccia o la cache di
secondo livello. La prossimità estrema dei diversi core consente uno scambio di dati molto più veloce in comparazione
con i sistemi SMP discreti tradizionali, migliorando le prestazioni generali.
Nel 2005 è stato presentato il primo processore dual-core (a due core) e già nel 2009 i processori dual-core e quad-core
erano ampiamente diffusi in server, workstation e nei PC mentre six e eight-core sono disponibili per applicawioni di altro
livello sia in ambiente domestico che professionale.
La Sun Microsystems ha recentemente annunciato i chip Niagara e Niagara 2, entrambi con architettura eight-core (a
otto core). Il Niagara 2 prevede più operazioni insieme e lavora a 1,6 Ghz.
Digital memory: terms and concepts
When we store information in some kind of circuit or device, we need some way to
store, retrieve it and locate it .
Memory devices can be thought of as a series of mail boxes; when we refer to the
actual information being stored in the memory device, we usually refer to
it as the data.
The location of this data within the storage device is typically called the address, in
a manner reminiscent of the postal service.
With some types of memory devices, the address in which certain data is stored
can be called up by means of parallel data lines in a digital circuit ( ADDRESS BUS)
With other types of devices, data is addressed in terms of an actual physical
location on the surface of some type of media (the tracks and sectors of circular
computer disks, for instance).
The access of data from a storage device falls roughly into two categories:
Ó random access
Ó sequential access ( or serial input )
Some memory devices such as magnetic tapes have a one-dimensional
type of data addressing ( serial input ): if you want to play your favorite song in the
middle of a cassette tape album, you have to fast-forward to that spot in the tape,
arriving at the proper spot by means of trial-and-error, judging the approximate area
by means of a counter that keeps track of tape position, and/or by the amount of
time it takes to get there from the beginning of the tape.
Random access means that you can quickly and precisely address a specific
data location within the device, and non-random simply means that you cannot.
A vinyl record platter is an example of a random-access device: to skip to any song,
you just position the stylus arm at whatever location on the record that you want
(compact audio disks so the same thing, only they do it automatically for you).
Cassette tape, on the other hand, is sequential.
You have to wait to go past the other songs in sequence before you can access or
address the song that you want to skip to.
The process of storing a piece of data to a memory device is called writing , and the
process of retrieving data is called reading .
Some devices do not allow for the writing of new data, and are purchased ”prewritten” from the manufacturer. Such is the case for vinyl records and compact
audio disks, and this is typically referred to in the digital world as read-only memory
, or ROM.
Cassette audio and video tape, on the other hand, can be re-recorded (re-written)
or purchased blank and recorded fresh by the user. This is often called read-write
memory .
Another distinction to be made for any particular memory technology is its volatility,
or data storage permanence without power.
Many electronic memory devices store binary data by means of circuits that are
either latched in a ”high” or ”low” state, and this latching effect holds only as long as
electric power is maintained to those circuits. Such memory would be
properly referred to as volatile . Storage media such as magnetized disk or tape is
nonvolatile , because no source of power is needed to maintain data storage. This
is often confusing for new students of computer technology, because the volatile
electronic memory typically used for the construction of computer devices is
commonly and distinctly referred to as RAM (R andom
A ccess M emory). While RAM memory is typically randomly-accessed, so is
virtually every other kind of memory device in the computer!
What ”RAM” really refers to is the volatility of the memory, and not its mode of
access.
Nonvolatile memory integrated circuits in personal computers are commonly (and
properly) referred to as ROM (R ead-O nly M emory), but their data contents are
accessed randomly, just like the volatile memory circuits!
Finally, there needs to be a way to denote how much data can be stored by any
particular memory device. This, fortunately for us, is very simple and
straightforward: just count up the number of bits (or bytes, 1 byte = 8 bits) of total
data storage space. Due to the high capacity of modern data storage devices,
metric prexes are generally affixed to the unit of bytes in order
to represent storage space: 1.6 Gigabytes is equal to 1.6 billion bytes, or 12.8
billion bits, of data storage capacity. The only caveat here is to be aware of rounded
numbers. Because the storage mechanisms of many random-access memory
devices are typically arranged so that the number of ”cells” in which bits of data can
be stored appears in binary progression (powers of 2), a ”one kilobyte” memory
device most likely contains 1024 (2 to the power of 10) locations for data bytes
rather than exactly 1000. A ”64 kbyte” memory device actually holds 65,536 bytes
of data (2 to the 16th power), and should probably be called a ”66 Kbyte” device to
be more precise. ,
MEMORIE DIGITALI: TERMINI E CONCETTI
Quando immagazziniamo informazioni in qualche tipo di circuito o
componente, noi abbiamo bisogno di un modo per salvarle, ritrovarle e
localizzarle. I dispositivi di memoria possono essere pensati come una
serie di caselle per la posta; quando ci riferiamo alle informazioni che
sono memorizzate di solito ci riferiamo a esse come dati. La
collocazione di questo dato nel dispositivo di memoria si chiama
tipicamente indirizzo in modo da ricordare il servizio postale.
In alcuni tipi di dispositivi di memoria l'indirizzo dove i dati sono
conservati può essere richiamato per mezzo di linee di dati paralleli nel
circuito digitale ( BUS INDIRIZZI),
Con altri tipi di dispositivi i dati sono indirizzati in termini della posizione
fisica sulla superficie di alcuni tipi di supporti ( le tracce e settori dei
dischi del computer per esempio ).
L'accesso ai dati dal dispositivo di memoria rientra in due categorie:
Ó accesso casuale
Ó accesso sequenziale ( o ingresso seriale )
Alcuni dispositivi di memoria come i nastri magnetici hanno un
indirizzamento dei dati di tipo unidimensionale ( ingresso seriale ): se
vuoi sentire la tua canzone preferita a metà di un album su cassetta devi
scorrere in avanti velocemente a quel punto sul nastro, arrivando al
punto giusto dopo un po' di tentativi ed errori, considerando il posto
approssimato per mezzo del contatore che legge la traccia sul nastro
e/o dalla quantità di tempo che ci vuole dall'inizio del nastro.
Accesso casuale significa che puoi velocemente e in maniera precisa
indirizzare una specifica posizione (locazione) dentro il dispositivo e
non-casuale significa semplicemente che tu non puoi farlo.
Un disco di vinile è un esempio di dispositivo ad accesso casuale: per
andare a ogni canzone devi posizionare il braccio alla posizione della
registrazione che vuoi( i compact disk audio fanno la stessa cosa solo
che lo fanno automaticamente al posto tuo) . Le cassette a nastri d'altra
parte è sequenziale.
Devi aspettare per andare dopo le altre canzoni in sequenza prima di
arrivare all'indirizzo della canzone dove vuoi arrivare.
Il procedimento di immagazzinare un gruppo di dati in un dispositivo di
memoria si chiama scrittura e il processo di ritrovamento dei dati è
chiamato lettura.
Alcuni dispositivi non permettono di scrivere nuovi dati e sono acquistati
pres-critti dal costruttore. E' il caso dei dischi di vinile e cd audio e ci si
riferisce in termini digitale come memorie di sola lettura o ROM.
Audiocassette e videocassette d'altra parte possono essere registrate di
nuovo( riscritte) o comprate vergini e registrate dall'utente, Queste si
chiamano spesso memoria di lettura/scrittura.
Un'altra distinzione può essere fatta per ogni tipo di memoria è la sua
volatilità o permanenza dei dati immagazzinati senza alimentazione.
Molti dispositivi di memorizzazione di dati binari per mezzo di circuiti che
sono collegati fra loro in stati 'alti' e 'bassi' e questo collegamento
mantiene i suoi effetti solo finché la alimentazione elettrica è mantenuta
in questi circuiti. A tali circuiti ci si riferisce propriamente come volatili.
Supporti di memoria come dischi magnetici o nastri sono non volativi
perché nessuna alimentazione è necessaria per mantenere i dati
memorizzati. Ciò è fonte di confusione per gli studenti nuovi alla
tecnologia del computer perché la memoria elettronica tipicamente
usate nella costruzione dei computer è comunemente chiamata RAM
Mentre la RAM è tipicamente con accesso causale allo stesso modo lo
sono virtualmente gli altri tipi di dispositivi di memoria nel computer !
Ciò a cui ci si riferisce realmente con il termine RAM è la volatilità di
questa memoria, non la sua modalità di accesso.
I circuiti integrati con memorie non volatili nel personal computer sono
comunemente ( e propriamente ) riportati come ROM (Memorie di sola
lettura ) ma i dati in loro contenuti sono ad accesso casuale esattamente
come quelli nei circuiti volativi.
In fine c'è bisogno di un modo per indicare quanti dati possono essere
immagazzinati in ogni tipo particolare di dispositivo di memoria. Ciò
fortunatamente per noi è molto semplice e diretto: contiamo appunti il
numero di bit ( o di byte = 8 bit) contenuti nello spazio totale della
memoria. Grazie all'alta capacità dei moderni dispositivi di memoria di
solito ci sono dei prefissi davanti al termine byte per rappresentare lo
spazio della memoria.
1.6 Gigabyte è uguale a 1,6
miliardi di byte oppure 12,8 miliardi di bit di memoria. L'unica cosa a cui
stare attenti qui è l'arrotondamento dei numeri. Perché il meccanismo di
immagazzinamento di molti dispositivi di memoria con accesso casuale
è tipicamente organizzato cosi che il numero di 'celle' nei quali i bit
vengono memorizzati appare in forma di progressione binaria ( potenze
del 2); un dispositivo di memoria da 1 kbyte verosimilmente
contiene1024 ( 2 alla 10) locazioni di memoria per i dati piuttosto che
1000.
Un dispositivo da 64 kbyte attualmente contiene 65536
byte di dati ( 2 alla 16) e dovrebbe probabilmente essere chiamato da
66 kbyte per essere più precisi.
P.C.
GLOSSARY
VOCABOLARIO
SUL PERSONAL
COMPUTER
Bus: one of the sets of conductors ( wires,
Bus= canale (ma spesso rimane il termine
PCB tracks or connections in an integrated
inglese perché di uso comune ): uno degli
circuit) connecting the various functional
insieme di conduttori ( fili, tracce di cablaggi
units in a computer. There are busses both
o connessioni in un circuito integrato ) che
within the CPU and connecting it to external connettono le varie unità funzionali nel
memory and peripheral devices
computer. Ci sono bus sia dentro la CPU
sia fuori che la mettono in collegamento
con memorie esterne e dispositivi periferici.
CD-ROM: a non-volatile optical data
CD-ROM: un dispositivo di
storage medium using the same physical
immagazzinamento di dati sotto forma ottica
format as audio compact disk, readable by
non volatile che usa lo stesso formato fisico
a computer with a CD-ROM drive
dei compact disk audio, leggibile da un
computer con il lettore di CD ROM
Software: the instructions executed by a
Software = 'programmi del computer' (ma
computer, as opposed to the physical
spesso rimane il termine inglese perché di
device on which they run ( hardware )
uso
comune ) le istruzioni eseguite
dal computer in contrapposizione ai
dispositivi fisici su cui vengono eseguite (
hardware )
Hardware: the physical, touchable, material Hardware= parte fisica del computer (ma
parts of a computer or other system. The
spesso rimane il termine inglese perché di
term is used to distinghuish these fixed
uso
comune ) :le parti fisiche, che si
parts of a system from the more changeable possono toccare, materiali, del computer o
software or data component which it
di altri sistemi. Il termine viene usato per
executes, stores, or carries.
distinguere queste parti fisse del sistema
dal software o dai dati che i programmi
eseguono, immagazzinano o trasportano
Hard disk:a rigid magnetic disk rotating
Dischi rigidi: dischi magnetici rigidi che
about a central axle with associated
ruotano attorno a un asse centrale, con
read/write heads and electronics, used to
associate testine di lettura/scrittura e circuiti
store data. Most hard disk are permanently
elettronici, usati per immagazzinar dati. La
connected to the drive ( fixed disk ) though
maggior parte dei dischi rigidi sono
there are also removable disks
connessi in modo permanente al dispositivo
di controllo ( drive) anche se ci sono dischi
rimovibili
DVD: (Digital Versatile Disk )an optical
DVD: (disco digitale versatile cioè con tanti
storage medium with improved capacity and usi) un dispositivo di memoria ottico con
bandwidth compared with the Compact
aumentata capacità e larghezza di banda
Disk. DVD like CD was initially marketed for rispetto ai Compact Disk. I DVD come i CD
entertainment and later for computer users. furono commercializzati inizialmente per
giochi e intrattenimento e dopo per utenti
del computer.
Interface: a boundary across which two
Interfaccia: il 'confine' attraverso il quale
systems communicate. An interface might
due sistemi comunicano. Un'interfaccia
be a hardware connector used to link to
potrebbe essere un connettore hardware
other devices, or it might be a convention
usato per collegarsi all'altro dispositivo o
used to allow communication between two
potrebbe essere una convenzione, (una
software systems. Oftes there is some
regola ) per permettere a due sistemi
intermediate component between the two
software di comunicare fra loro.
systems which connects their interfaces
together.
Mouse: the most commonly used computer Mouse ( di solito non tradotto in 'topo'): il più
pointing device, first introduced by Douglas
comune sistema di puntamento usato per il
Engelbart in 1968. The mouse is a device
computer, introdotto per la prima volta da
used to manipulate an on-screen pointer
Douglas Engelbart nel 1968. Il mouse è un
that's normally shaped like as arrow. With
dispositivo usato per manovrare un
the mouse in hand, the computer user can
puntatore sullo schermo che ha
select, move, and change items on the
normalmente la forma di una freccia. Col
screen.
mouse in mano l'utilizzatore del computer
può selezionare, muovere e cambiare
oggetti sullo schermo
Motherboard: the main printed circuit board Scheda madre: il principale circuito
in an electronic device, particularly a
stampato in un dispositivo elettronico, in
computer, which may contain sockets that
particolare nei computer che può contenere
accept additional boards
connettori che accettano schede
addizionali.
Cache ( memory): a small fast memory
Memoria cache: una memoria piccola e
holding recently accessed data, designed to veloce per dati con accesso recente,
speed up subsequent access to the same
progettata per velocizzare successivi
data. Most often applied to processor-
accessi allo stesso dato. Molto spesso
memory access but also used for a local
applicata ad accessi alla memoria del
copy of data accessible over a network etc. processore ma anche usata per copia locale
di dati su una rete ecc.
Firmware: software stored in ROM or
Firmware: (intraducibile): software
EPROM. Easier to change than hardware
memorizzato su ROM o EPROM . E' più
but harder than software stored on disk.
facile da modificare rispetto all'hardware ma
Firmware is often responsible for the
più difficile rispetto a quello memorizzato su
behaviour of a system when it is first
disco. Il firmware è spesso responsabile del
switched on. A typical example would be a
comportamento del sistema quando si
'monitor' program in a microcomputer which mette in funzione la prima volta. Un
loads full operating system from disk or from esempio tipico potrebbe essere un
a network and then passes control to it ( for programma 'monitor' ( di controllo) in un
example BIOS on pc ).
microcomputer che carica il sistema
operativo vero e proprio dal disco o dalla
rete e poi gli passa il controllo ( per
esempio il BIOS sul pc)
Pixel ( Picture Element ): the smallest
Pixel (intraducibile): la più piccola area a
resolvable rectangular area of an image,
forma di rettangolo che può essere risolta (
either on a screen or stored in memory
individuata) in un'immagine, sia sullo
schermo o in memoria
Plug and play : hardware or software that,
Plug and play (intraducibile): componenti
after being installed ( 'plugged in' ) can
hardware o software che, dopo essere state
immediately be used ( 'played with') as
installate ( plugged in ) possono essere
opposed to hardware or software which
immediatamente usate (played with) in
requires configuration
contrapposizione di hardware e software
che richiedono configurazione
Executive system: a set of programs which
Sistema operativo: un insieme di programmi
guides the computer at the performance of
che guidano il computer nell'attuazione dei
its tasks and assists the programs with
suoi compiti e assistono i programmi con
certain supporting functions
alcune funzioni di aiuto
USB ( Universal Serial Bus ):an external
USB ( Universal Serial Bus ): una interfaccia
peripheral interface standard for
seriale standard per periferiche per la
communications between a computer and
comunicazione tra computer e periferiche
external peripherals over an inexpensive
esterne tramite un cavo economico che usa
cable using biserial trasmission
trasmissione seriale in entrambe le direzioni
Rispondere in italiano alle seguenti domande, spiegando i motivi delle varie scelte.
I have following types of flip flop (FF):
Ó FF D-type with clear and preset both active low, clock input positive-edge triggered
and complementary output;
Ó FF JK-type with clear and preset both active high, clock input positive-edge
triggered and complementary output;
Ó FF T-type with clear and preset both active low, clock input negative-edge triggered
and complementary output;
I want build a binary counter MOD 18.
1. Which type of FF and how many FF do I use to build it ?
2. Must I use a logic gate in circuit ? Which type of gate ?
10 punti
5 punti
I want build a 8 bit shift register
3. Which type of FF and how many FF do I use to build it ?
4. Must I use a logic gate in circuit ? Which type of gate ?
10 punti
5 punti
Ho i seguenti tipi di FF:
Ó FF tipo D con clear e preset entrambi attivi bassi, ingresso di clock che commuta
sul fronte di salita e uscite complementari;
Ó FF tipo JK con clear e preset entrambi attivi alti, clock che commuta sul fronte di
salita e uscite complementari;
Ó FF tipo T con clear e preset entrambi attivi bassi, clock attivo sul fronte di discesa e
uscite complementari;
Voglio costruire un contatore binario MOD 18.
5. Che tipo di FF e quanti FF uso per la costruzione
?
6. Devo usare una porta logica nel circuito? Che tipo di porta ?
Voglio costruire un registro a scorrimento a 8 bit
7. Che tipo di FF e quanti FF uso per la costruzione
8. Devo usare una porta logica nel circuito? Che tipo di porta ?
I.P.S.I.A. “ G. MARCONI “
Anno Scolastico 2010-2011
INTRODUZIONE AL QUESTIONARIO
sulla attività di C.L.I.L. svolta nella classe III AA
Materie:
SISTEMI E CONTROLLI -
INGLESE
Lo scopo di questo questionario, che viene fatto compilare in maniera
anonima dai ragazzi, è vedere che tipo di reazione hanno avuto
davanti a un'esperienza completamente nuova che è stata loro
proposta in questo anno scolastico dai due insegnanti curricolari.
Tale attività è iniziata in maniera quasi casuale - nel senso che non
era stata progettata all'inizio dell'anno scolastico – sulla base
dell'esigenza di consultare manuali tecnici in inglese e, tramite la
collaborazione intensa dell'insegnante di lingua soprattutto nel
sollecitare l'interesse della classe, si è sviluppata per l'intero anno.
Ad una prima impressione la classe ha reagito in maniera positiva ma
con questo questionario si vuole verificare in maniera anonima e
quindi più libera, quali sono state le reali impressioni ed eventuali
difficoltà o problemi incontrati dagli alunni, con l'obiettivo di
continuare l'esperienza nei prossimi anni eventualmente 'aggiustando
il tiro' e migliorando il materiale.
1
I.P.S.I.A. “ G. MARCONI “
Anno Scolastico 2010-2011
QUESTIONARIO sulla attività di C.L.I.L. svolta nella classe III AA
Materie:
SISTEMI E CONTROLLI -
INGLESE
In generale
Ó Che voto daresti da 1 ( minimo ) a 10 ( massimo ) all'esperienza
nel suo complesso ?
.........................................................
Ó Ti piacerebbe ripeterla nei prossimi anni ? ..............................
Ó Se ti è piaciuta spiega brevemente perché
.............................................................................................
..........................................................................................................
..................... ....................................................................................
Ó Se NON ti è piaciuta spiega brevemente perché
.............................................................................................
..........................................................................................................
..................... ....................................................................................
Area tecnica e linguistica
Ó In relazione al programma di Sistemi a cosa pensi ti sia servito
studiare alcuni argomenti usando l'inglese ?
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
Ó
Secondo te ti ha facilitato la comprensione degli argomenti tecnici ?
................................................................................................................
2
................................................................................................................
................................................................................................................
................................................................................................................
Ó
Dal punto di vista della lingua inglese, valuta il livello di difficoltà
del materiale fornito:
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
...............................................................................................................
3