Hardware

Hardware
Cos’è un computer?
Un computer è un elaboratore di informazione.
Un computer:
„ riceve informazione in ingresso (input)
„ elabora questa informazione
„ Può memorizzare (in modo temporaneo o
permanente) l’informazione
„ Produce informazione elaborando i dati di
input (output)
„ Può comunicare con altri computer
Vari tipi di computer
Piccoli computer sono presenti in elettrodomestici. Quali
sono i computer con cui abbiamo a che fare?
„ Supercomputer: macchine di elevatissima capacità
e di costo elevato: elaborazione di enormi volumi di
dati
„ Mainframe: utilizzati da grandi aziende, grandi
istituzioni
„ Workstation: utilizzati per calcoli scientifici e
matematici
„ Microcomputer o Personal Computer
„ Microcontroller: piccoli microprocessori all’interno
di elettrodomestici, automobili
Cos’è un server?
Con server non si descrivono le dimensioni di
un computer ma il modo in cui viene utilizzato
Un server ha lo scopo di offrire servizi ad altri
computer (client):
Gestore del traffico di rete
„ Server di posta elettronica
„ Contenere i dati di una certa organizzazione
Non è necessario che i dati siano presenti su tutti i
computer. I client si collegano al server e leggono
i dati
„
Hardware/Software
Hardware: dispostivi fisici di un
computer (unità di sistema, schermo,
tastiera, mouse, stampanti, …)
Software: costituito dai programmi,
istruzioni per indirizzare le operazioni
del computer (sistema operativo,
programmi applicativi)
Hardware
Costituenti fondamentali
„ Unità di sistema (unità centrale)
„ Memoria secondaria
„ Hardware di input
„ Hardware di output
Unità di sistema – Sistema
Binario
Ricordiamo che l’informazione e i dati in
un computer sono rappresentati
utilizzando una codifica binaria (2 livelli
di tensione: alta/bassa).
Modello sicuro: evita interferenze
Si associa un livello di tensione (per es.
alta) al valore 1 e l’altro livello di
tensione (per es. bassa) al valore 0
Unità di sistema
Unità di sistema contiene:
„ la scheda madre con processore e
memoria
„ L’alimentatore
„ Dispositivi di memorizzazione
„ Altre schede (scheda ethernet, scheda
audio, scheda video)
Scheda madre
Processore
Memoria
Microprocessore
„
„
„
„
Microprocessore (CPU, Central Processing Unit):
circuito miniaturizzato che si occupa dell’elaborazione
dei dati
Il microprocessore: legge informazione (input), la
elabora e produce output
Costituito da transistor: elaborano informazione
binaria
Un microprocessore (chip) è costituito da milioni di
circuiti elettronici stampati su un circuito di silicio.
Due tipi di chip:
„
„
CISC: eseguono molti tipi di istruzioni, lenti (PC)
RISC: eseguono pochi tipi di istruzioni, veloci (workstation)
Microprocessore – velocità
elaborazione
„
La velocità di un microprocessore viene espressa in hertz (unità
misura di frequenza). In particolare megahertz (MHz) e
gigahertz (GHz).
„
„
„
„
„
„
„
„
1 megahertz (simbolo MHz) = 106 Hz = 1.000.000 Hz
1 gigahertz (simbolo GHz) = 109 Hz = 1.000.000.000 Hz
Perché viene utilizzata una misura di frequenza?
Ogni microprocessore ha un orologio di sistema (clock)
L’orologio di sistema controlla la velocità delle operazioni del
computer
Invia una sequenza costante di impulsi digitali alla CPU (cicli
della CPU)
Più gli impulsi sono ravvicinati, più è veloce l’esecuzione dei dati
Cercate la frequenza di un processore di PC.
Il funzionamento del
microprocessore
„
„
„
Parola: numero di bit che un
microprocessore può elaborare
contemporaneamente
In genere parole di 32 o 64 bit.
Più grande una parola, più il
microprocessore può elaborare grandi
quantità di dati velocemente
Il funzionamento del
microprocessore
„
„
Il microprocessore collabora con altri
circuiti e con la memoria per elaborare
l’informazione
CPU: è il cervello del computer
„
Esegue le istruzioni software per elaborare
i dati
Modello di von Neumann
„
„
„
John von Neumann (Budapest, 1903 Washington, USA, 1957) matematico che ha
dato contributi fondamentali in diversi campi
della matematica, della fisica, dell’economia e
dell’informatica.
In particolare ha elaborato il primo schema di
calcolatore elettronico (macchina di von
Neumann, 1946)
Due aspetti fondamentali della macchina di
von Neumann: esecuzione delle operazioni e
coordinamento delle operazioni
Macchina di von Neumann
CPU
Input
Output
Memoria
Le comunicazioni tra le varie componenti di un computer (CPU,
memoria, periferiche input/output) avviene tramite bus