La memoria secondaria. Altri tipi (o funzioni)

Elementi di Informatica
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Chiara Epifanio
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Memoria secondaria
La memoria secondaria o di massa
Memoria secondaria
(di vario tipo, più o meno veloce)
MAGNETICA
Elementi di Informatica
OTTICA
ELETTRICA
Chiara Epifanio
Memoria secondaria (magnetica)
La memoria magnetica
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Sfrutta le proprietà magnetiche dei metalli, orientando
opportunamente le particelle metalliche sospese su un
supporto.
Ha grandi capacità a basso costo.
Può avere differenti velocità di accesso.
Può essere ad accesso casuale (si accede direttamente al
dato richiesto) o ad accesso sequenziale (per accedere al
dato richiesto si devono leggere tutti i dati che lo
precedono).
Possono essere removibili (quindi utili per trasportare dati
da un computer ad un altro).
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Memoria secondaria (magnetica)
Il Floppy Disk
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È stato uno dei primi supporti di memoria magnetica
removibile.
È riscrivibile.
Ha una capacità relativamente bassa.
Ha una bassa velocità di accesso ai dati.
I dati sono soggetti facilmente a deterioramento.
Nel corso del tempo sono stati inventati dischetti con
capacità sempre maggiore, tuttavia la capactià massima
raggiunta è stata di circa 250 Mb.
Ormai è in disuso.
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Memoria secondaria (magnetica)
Il Floppy Disk
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DISCHI A BASSA CAPACITÀ:
Floppy Disk da 5,25 pollici (1,2 Mb)
Floppy Disk da 3,5 pollici (1,44 Mb)
DISCHI AD ALTA CAPACITÀ:
Iomega zip (da 100 a 250 Mb)
Super Disk (da 120 e 240 Mb)
HiFD (200 Mb)
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Memoria secondaria (magnetica)
L’Hard Disk o Disco Fisso
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È costituito da uno o più piatti in vetro, alluminio o
ceramica ricoperti di particelle magnetiche orientate
(in fase di lettura o scrittura) da una o più testine.
Ha grandi capacità di memorizzazione (fino a 600
Gb e oltre).
È riscrivibile.
Ha un basso costo per Mb.
È relativamente veloce nell’accesso ai dati.
Ha dimensioni anche piccole (fino a 1 pollice).
È soggetto ad usura (ma non in tempi brevi) e a
rotture improvvise.
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Memoria secondaria (magnetica)
La memoria a nastro
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È costituita da un nastro in materiale plastico
ricoperto di particelle magnetiche orientate (in fase di
lettura o scrittura) da una o più testine.
È riscrivibile.
Ha una elevata capacità di memorizzazione (>10 Gb).
Ha un bassisimo costo per Mb.
È una memoria ad accesso sequenziale, quindi molto
lenta nell’accesso ai dati.
I dati sono soggetti a deterioramento.
È usata per il backup (salvataggio di sicurezza) dei
dati.
È poco usato.
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Memoria secondaria (ottica)
La memoria ottica
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Sfrutta le proprietà ottiche di riflessione della luce (laser).
Ha capacità sufficientemente grandi.
È removibile.
Accede ai dati in modo casuale, ma ha velocità di accesso
relativamente alta.
Può essere di sola lettura o riscrivibile.
I dati sono poco soggetti ad usura e protetti dalla copia
illegale.
Ha un basso costo per Mb.
È in continuo progresso.
Non ha un formato standard.
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Memoria secondaria (ottica)
La memoria ottica
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DISCHI NON RISCRIVIBILI:
Compact Disc-R (da 650 a 800 Mb)
DVD-R (da 4,6 a 17 Gb)
Laser Disc (700 Mb)
HD-DVD (fino a 45 Gb)
Blu-ray Disc (f 50 Gb ma fino a 500 Gb teorici)
DISCHI RISCRIVIBILI:
Compact Disc-RW (da 650 a 800 Mb)
DVD-RW (da 4,6 e 17 Gb)
HD-DVD (fino a 45 Gb)
Blu-ray Disc (50 Gb ma fino a 500 Gb teorici)
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Memoria secondaria (elettrica)
La memoria flash
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È una memoria di tipo elettrico ma è PERSISTENTE.
Sono removibili.
Hanno capacità di memorizzazione abbastanza grandi
(fino a 8 Gb e oltre).
Sono riscrivibili.
Hanno un basso costo per Mb.
Sono relativamente veloci nell’accesso ai dati.
Hanno dimensioni molto piccole.
Hanno forme diverse e sono usate in dispositivi
diversi (PDA, Fotocamere, Lettori Mp3, Pen Drive…)
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Memoria secondaria
Altri tipi o funzioni di memoria
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Sono particolari tipi di memoria o aree di altre memorie
fisiche riservate per particolari funzioni.
Servono per velocizzare l’accesso ai dati e l’esecuzione
dei programmi.
Nel caso si tratti di memorie fisiche sono di tipo
elettrico, riscrivibili, volatili e molto veloci, ma hanno un
elevato costo per Mb.
Hanno capacità molto piccole.
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Memorie speciali
Altri tipi o funzioni di memoria
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LA MEMORIA CACHE.
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IL BUFFER
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LA MEMORIA VIRTUALE
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Memorie speciali
La memoria cache
Durante l’esecuzione di un programma si accede
ripetutamente agli stessi dati o alle stesse istruzioni.
Per evitare che il processore acceda ogni volta alla memoria di
sistema (RAM) per leggere la stessa locazione di memoria,
con relativa perdita di tempo, si copiano i dati e le istruzioni di
uso frequente (o probabilmente tali) in una speciale memoria
molto più veloce della RAM.
Questa memoria si chiama CACHE ed ha dimensioni molto
piccole per via del costo molto elevato.
Se è posta internamente al processore si chiama CACHE DI 1°
LIVELLO o L1.
Se è posta esternamente, ma comunque, molto vicino al
processore si chiama CACHE DI 2° LIVELLO o L2.
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Memorie speciali
Il buffer
È una particolare area della memoria di sistema (RAM) o di
altre memorie fisiche riservata per particolari funzioni o
dati e serve per velocizzare l’esecuzione delle istruzioni.
I buffer hanno molteplici funzioni per esempio:
• Tengono in memoria i dati inseriti tramite tastiera, mouse
o altre periferiche fintantoché non vengono passati alla
CPU.
• Memorizzano temporaneamente alcuni dati usati nella
funzione di “taglia e incolla” (clipboard).
• Tengono in memoria i dati da inviare alla stampante
durante il processo di stampa.
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Memorie speciali
La memoria virtuale
Durante l’esecuzione di un programma i dati e le istruzioni
possono eccedere la quantità disponibile di memoria di sistema
(RAM), anche se questa è molto grande.
Per evitare che si verifichi la saturazione della memoria di
sistema, con conseguente blocco del programma, si ricorre alla
memoria virtuale.
La memoria virtuale è una parte della memoria di massa (Hard
Disk) in cui il sistema operativo o i programmi memorizzano i
dati o le istruzioni che non è possibile memorizzare nella RAM.
L’accesso ai dati contenuti nella memoria virtuale è più lento di
quello della RAM, tuttavia si ha il pregio di poter disporre di una
quantità maggiore di memoria dove allocare dati e istruzioni.
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Memorie speciali
La memoria virtuale
I dati copiati dalla RAM alla memoria virtuale (Hard Disk) sono
contenuti in un particolare file dell’Hard Disk che viene
chiamato SWAP FILE.
I dati possono passare dalla memoria virtuale alla RAM.
Dopo l’esecuzione del programma il file così creato viene
cancellato o ridimensionato.
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Memoria
Tempi di accesso di alcuni tipi di memoria
Dimensioni
indicative
Tempo di
accesso
Velocità di
trasferimento in
Mb/sec
Registri
< 1 Kb
< 0,5 ns
20.000 ´ 100.000
Cache
< 1 Mb
< 10 ns
5.000 ´ 10.000
Memoria centrale
(RAM)
< 4 Gb
< 100 ns
1.000 ´ 5.000
Hard Disk
> 80 Gb
< 10 ms
20 ´ 40
Nastri
> 10 Gb
~ 100 ms
1
Tipo
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Memoria
Gerarchia dei vari tipi di memoria
Più veloce
Registri
CPU
Cache L1
Cache L2
Memoria centrale
Memoria
magnetica/ottica/flash
Nastro magnetico
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Più economica
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Scheda madre
La scheda madre (mother board)
In essa si alloggiano: il processore, la memoria RAM, le porte di I/O,
le memorie si massa, il BIOS, le schede di espansione, ecc.
Contiene i bus di sistema e vari altri bus e circuiti di controllo (chip)
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In realtà….
Coprocessori
Multiprocessori
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Le prestazioni dei computer
I principali fattori che influiscono sulle
prestazioni di un computer sono:
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Tipo di CPU
Velocità della CPU
Dimensione della RAM
Velocità e dimensione dell’hard disk
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Input
I dispositivi di input
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„
Tastiera
Mouse
Track Ball
Touch Pad
Tavoletta Grafica
Penna ottica
Lettori di codici a barre
Joystick
Microfono
Scanner
Fotocamera e videocamera digitale.
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Input
Lo scanner
„
„
Serve per digitalizzare (convertire in formato digitale) le
immagini o i testi stampati su carta.
Se si dispone di un programma OCR (Optical Character
Recognition) si può convertire un testo stampato in un
documento digitale che è poi possibile modificare,
invertendo così il processo di stampa.
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Output
I dispositivi di output
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Monitor
Stampante
Plotter
Casse acustiche
Cuffie
Sintetizzatori vocali
Display digitali
Dispositivi Bluetooth
…
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Output
Il monitor
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„
Serve a visualizzare un output di tipo grafico.
Può essere a tubo catodico (CRT) o a cristalli liquidi (LCD).
L’ampiezza dello schermo viene misurata in pollici lungo la
diagonale e varia da 5 o 6 fino a 30 e più pollici.
Il formato tipico e 4:3 o 16:9 (i due numeri indicano il
rapporto tra larghezza e altezza dello schermo).
Monitor CRT
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Monitor LCD
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Output
La stampante
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„
„
Serve a produrre un output di tipo cartaceo.
Può essere a colori o in bianco e nero.
Può usare varie tecnologia di stampa (aghi, getto di
inchiostro, laser, ecc.).
Può stampare su vari supporti (carta comune, cartoncino,
carta fotografica, lucidi, ecc.) e su vari formati di carta (A4,
A3, A2, A0, modulo continuo ecc.).
Laser
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A getto d’inchiostro
Ad aghi
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Riassumendo…
Computer
Il computer
È costituito da una scatola (case) al cui interno si trovano, o si
possono trovare:
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La scheda madre
„
La CPU
„
La RAM
„
Il floppy disk
„
L’hard disk
„
Il lettore/masterizzatore CD-DVD
„
Il lettore di schede di memorie
„
I dispositivi di input (tastiera, mouse,…)
„
I dispositivi di output (monitor, stampante,…)
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Input: la fase di input consiste nell’immissione di dati nel computer. I dispositivi di
input più diffusi sono la tastiera, lo scanner, il mouse, il
microfono, … I dati da inserire possono essere testi,
numeri, immagini o suoni.
Distribuzione: i dati possono
essere stampati e distribuiti, o
trasmessi direttamente da un
computer all’altro, oppure trasmessi
direttamente da un computer ad un
altro.
Memorizzazione: i dati e i programmi al momento non utilizzati vengono memorizzati su
appositi nastri o dischi in modo
da poter essere recuperati in qualsiasi momento.
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Elaborazione: una volta inseriti nel
computer i dati possono essere
elaborati, ad esempio, si può
paragonare, classificare o sommare
numeri, formattare un testo, creare
o modificare immagini e suoni.
Output: Per vedere/ascoltare il
risultato dell’elaborazione sono
necessari dei dispositivi di
output, come lo
schermo, la stampante e le casse.
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