Slides 3

Dal sistema operativo all' hardware
Di cosa parleremo ?
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Il computer (processore e memoria principale)
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Cosa avviene all'avvio del computer?
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Scheda madre
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Alimentatore
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Memorie Secondarie (floppy disk, hard disk, CD, DVD, PENDRIVE, ecc)
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Il sistema Operativo
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Mauro Gaspari – Gianluigi Roveda
Tipi di elaboratori
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Mobile devices (PDA – SmartPhones)
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Personal computers (utilizzo personale)
–
–
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Workstations
–
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Maggior numero di utenti, condivisione risorse
Mainframe
–
●
Utilizzo professionale, CAD, pochi utenti (<5)
Minicalcolatore
–
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Desktop
Laptop
Numero elevato di periferiche, archivi di grandi
dimensioni
SupercomputerUltracomputer
– Applicazioni tecniche e scientifiche che
richiedono la massima potenza di calcolo
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Quale processore?
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Il calcolatore
Velocità in
Hertz
registri
IR
CU
PC
R
A
M
Capacità in
byte
ALU
CPU
dal modello di Von Neumann
(anni '50)
ISTRUZIONI Cod. Op.
op1
BUS (collegamenti)
op2
ris
+ PERIFERICHE
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Quale memoria?
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Struttura della Memoria Centrale
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Una successione ordinata di elementi binari, raggruppati in unità minime
indirizzabili (celle o parole)
Ogni cella ha un indirizzo, la dimensione massima della memoria indirizzabile
dipende dal numero di bit utilizzati per codificare gli indirizzi (k bit  2k celle)
La prima cella di memoria ha indirizzo 0
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Memoria RAM e ROM
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Memoria RAM (Random Access Memory)
– Memoria ad accesso casuale realizzata mediante circuiti a semiconduttori, di tipo
volatile. Impiegata per realizzare la memoria centrale (di cui
– ormai il termine RAM è divenuto sinonimo)
Memoria ROM (Read-Only Memory)
– Memoria non volatile, scritta al momento della produzione e che non può essere
cancellata. Utilizzata per contenere le informazioni di inizializzazione del calcolatore e
alcuni programmi di base per il controllo dei dispositivi e operazioni di diagnostica
(BIOS)
Memorie FLASH
– Memorie elettroniche non volatili ma riscrivibili. Possono
essere utilizzate per realizzare piccole memorie di massa,
ad esempio per PDA.
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Tipi di memoria RAM
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I chip di memoria non vengono venduti singolarmente ma sono normalmente
organizzati su schede stampate. Ogni scheda può contenere da 8 a 16 chip.
–
Alcune tipologie:
SIMM (Single Inline Memory Module)
–
–
–
–
–
–
–
DIMM (Dual Inline Memory Module)
DRAM (Dynamic RAM)
SDRAM (Synchronous DRAM).
RIMM (Rambus Inline Memory Module)
SRAM (Static RAM): può mantenere i dati finché è alimentata, è molto più
veloce e costosa della DRAM per questo viene utilizzata per realizzare la
memoria cache
DDR2 ­ DDR3 (Double Data Rate) tipologie di SDRAM
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La fase di BOOT
Istruzioni
BIOS
RAM
CPU
Memoria di Massa
EPROM
CHECK SYSTEM
Lettura:
1. MBR
2. boot loader
BIOS
Leggi kernel O.S.
Boot loader
Kernel
GUI
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driver
Processore
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Dentro il CASE
Schede di RAM
CPU
HD e lettore
CD impilati
ROM
SCHEDA
MADRE
Alimentatore
Interfaccia per dispositivi esterni
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Gerarchia di memoria
Cache
L1
L2
Memoria principale
Dischi magnetici
Off-line
–
–
Capacità
Volatile
Velocità
Costo per bit
Registri
Nastri
Persistente
Dischi ottici
Questa organizzazione permette di disporre una grande quantità di
memoria al costo più basso, consentendo allo stesso tempo una velocità
di accesso pari a quella garantita dalla tecnologia più veloce.
L’assunzione fondamentale è che la frequenza degli accessi diminuisca
scendendo lungo la gerarchia.
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Principali tecnologie per le
memorie
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Memorie elettroniche: elevata velocità, necessitano di essere alimentate, elevato
costo per bit (utilizzate per la memoria centrale)
Memorie magnetiche: basso costo per bit, non volatili, molto più lente (utilizzate
per la memoria di massa)
Memorie ottiche: supporti riscrivibili, adatte alla distribuzione di grandi quantità di
dati
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Prestazioni
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Parametri per valutare le prestazioni di una unità di memoria:
– Tempo di accesso: l’intervallo di tempo fra la richiesta del valore di una cella e il
momento in cui viene effettivamente reso disponibile. I tempi di lettura e scrittura
possono differire.
–
Velocità di trasferimento: quantità di dati trasferiti nell’unità di tempo, si misura in bit/s
o byte/s.
NB. attenzione i dati variano nel tempo.
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Memorie Secondarie
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Memorie Secondarie – Floppy Disk
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T=Ta+Trt+Trs+Tls
Memorie Secondarie – Hard Disk
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T=Trt+Trs+Tls
Corso di Preparazione
all'idoneità
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Memorie Secondarie – Hard Disk
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Memoria principale - CD
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Corso di Preparazione
all'idoneità
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Memoria principale - DVD
4,38 GB
7,95 GB
8,75 GB
15,9 GB
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Corso di Preparazione
all'idoneità
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Memoria principale - PENDRIVE
EEPROM
+ PORTA USB
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Storia delle Macchine Calcolatrici
- ABACO (4000 - 3000 A.C.), Mesopotamia/Roma
- Calcolatore di Antikythera (I A.C.)
- Regolo calcolatore, Burgi e Napier (17° secolo)
- Pascalina, Pascal (1642)
- Moltiplicatrice, Liebnitz (1671)
- Prima Idea di computer, Liebnitz
- La follia di Babbage, Babbage (19° secolo)
- Primo calcolatore a rele, Zuse (1936)
- Mark1, Aiken, IBM (1944)
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Storia delle Macchine Calcolatrici
ENIAC
1a Generazione (tubo a vuoto)
ENIAC, Mauchley, Eckert, 1946
EDSAC, J. Von Neumann
Pilot ACE, Turing
UNIVAC, 1951
IBM 701, 1953
IBM 709, 1958
TX-0
2a Generazione (transistor)
TX-0, MIT, 1956
PDP1, DEC,
PDP8, DEC
IBM 7094, IBM
6600, CDC
EDSAC
PDP1
3a Generazione (circuito integrato)
Serie System 360, IBM
System 360
4a Generazione (VLSI), 1980
Serie Cray
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Cray I
Storia delle Macchine Calcolatrici
1968, INTEL Corporation: 4004, 8008
1980, 8086 e 8088
1990-2000, AMD
portatili
palmari
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