Componenti di base di un computer
Architettura “Von Neumann”, 1952
Unità di
INPUT
UNITA’ CENTRALE
DI ELABORAZIONE (CPU)
MEMORIA CENTRALE
MEMORIE DI MASSA
PERIFERICHE DI INPUT/OUTPUT
(I/O)
Unità di
OUTPUT
La CPU (Unità Centrale di Elaborazione)
Diversi nomi: CPU - Central Processing Unit - Microprocessore - Processore
E’ il “cervello” del computer
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Interpreta ed esegue le istruzioni dei programmi sw
Legge e scrive nella sua memoria centrale (RAM)
Controlla tutte le attività del sistema (esecuzione, stampa, idle,...)
Gestisce tutte le risorse Hw e Sw (memorie, periferiche, reti, applicativi...)
Comunica con le periferiche
E’ un microchip che risiede nella motherboard (scheda madre)
scheda dentro al PC in cui si collegano tutti i componenti interni del PC:
memorie, schede grafiche, audio e video, schede di rete...
Maggiori produttori: Intel, Motorola, IBM, AMD
La CPU (Unità Centrale di Elaborazione)
E’ costituita da:
– ALU (Arithmetic and Logic Unit),
unità di calcolo aritmetico e logico
– CU (Control Unit),
unità di controllo e coordinamento dell’esecuzione delle istruzioni
La velocità della CPU:
– Unità di misura: l’hertz (Hz) che indica quante operazioni
elementari la CPU esegue al secondo
– Multipli: Megahertz (MHz): un milione di operazioni al secondo
Gigahertz (GHz): un miliardo di operazioni al secondo
– MIPS : Milioni di Istruzioni al Secondo
E’ sempre più potente e più veloce
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1971: 1° microchip (tutti i componenti in unico chip) l’Intel 4004 (4 bit – 0,7Mhz)
1974: 1° microchip inserito in Home computer, Motorola 8088 (8 bit – 2Mhz)
Anni ’80: i chip Motorola passano da16 a 32 bit e la velocità da 5 a 25 Mhz
Anni ’90: nascono gli Intel Pentium a 32 bit che raggiungono i 450 Mhz
Anni 2000: esistono PC a 64 bit con frequenza sopra i 3000 Mhz
Il Microprocessore
Intel 4004, 1971
Intel 8080, 1974
4
MOS Silicon Gate Technology,
Federico Faggin, Intel
Le Memorie Centrali
RAM
Random Access Memory: memoria ad accesso casuale
– Memoria usata dalla CPU per archiviare i dati durante la sua
elaborazione.
– Permette l’accesso diretto a ogni informazione
– E’ volatile: viene ripulita allo spegnimento del computer
– E’ costituita da chips installati in schede (SIMM) inserite
nella motherboard
– Veloce e costosa
ROM
Read Only Memory: memoria di sola lettura
– Memoria in cui i dati sono memorizzati nella fase di costruzione e non
possono essere più modificati, costituita da chips, preinstallati nella
motherboard
– Memoria permanente (non volatile): mantiene memorizzati i dati anche se
non alimentata
– La BIOS ROM contiene un programma (firmware) che avvia le istruzioni
base (software di boot) per l’avvio del computer: 1. autodiagnostica;
2. riconoscimento I/O; 3. caricamento S.O. da disco fisso a RAM
Il boot o bootstrap
La BIOS ROM contiene un programma
(firmware) che avvia le istruzioni
base (software di boot) per l’avvio del
computer:
1. autodiagnostica;
2. riconoscimento I/O;
3. caricamento S.O. da disco fisso a RAM
Memorie di Massa (interne ed esterne)
Memorie di Massa
memorizzazione permanente di
sw e dati all’interno del PC
– dischi magnetici o ottici
Hard disk (disco fisso)
– dispositivi elettronici
Chiavette USB
Memory Card
– dispositivi ottici
Memorie Periferiche
memorizzazione permanente di sw
e dati all’esterno del PC
– Dischi fissi esterni
– Memorie di rete
– Unità di memorizzazione
online (es.le foto in facebook)
CD e CD-RW
DVD e DVD-RW
Le MM possono essere “Formattate”
Caratteristiche delle memorie:
1. Capacità di memoria
2. Velocità di accesso in lettura/scrittura
Misurare la capacità delle memorie
BIT
unità di memoria, corrisponde ad una singola
cella di memoria capace di contenere un
solo digit: zero o uno
1
BYTE
contiene 8 bit
1 0 0 1 1 0 1 0
unità di memorizzaione per UN carattere (28=256 caratteri)
Kbyte
(KB)
MegaByte
(MB) 1MB = 1024 Kbyte (ordine del milione di byte)
usualmente i MB si usano per la RAM
GigaByte
(GB) 1GB = 1024 MByte (ordine del miliardo di byte)
1KB = 210 =1024 Byte (ordine del migliaio di byte)
i GB si usano per le memorie di massa
TeraByte
(TB) 1TB = 1024 GByte (ordine di mille miliardi di byte)
Per memorizzare l’intera Divina Commedia bastano circa 350 Kb
(su una “chiavetta” da 1Gb ci sta quasi 3000 volte!!!)
Porte Input/Output (I/O Connectors)
Le porte I/O permettono al computer di comunicare (scambiare dati) con le periferiche
Interfacce di entrata / uscita
Porta seriale
RS-232, invio dei dati
attraverso un unico filo
USB
Porta parallela
LPT, trasferisce 8 bit in
parallelo, per stampanti,
plotter, scanner
porta standard per la comunicazione seriale, unica interfaccia
per diverse periferiche. Migliora la funzione
plug-and-play, consentendo di collegare/scollegare
le periferiche senza dover riavviare il computer
Porta di rete
porta per la connessione a
una rete di computer
pubblica o privata
FireWire
Sviluppata da Apple, più veloce
dell’USB ma meno diffusa,
usata per collegare dispositivi
audio e video professionali
(es. TV digitali)
Le Stampanti: tre tipologie principali
1. A matrice o “ad aghi” (Impact printer)
sono stampanti Impact (ad impatto), stampano il carattere
come insieme di micro-punti attraverso l’impatto di numerosi aghi
prima sul nastro inchiostrato e poi sulla carta (simile a macchine per scrivere). B/N
Bassa qualità di stampa. Usano moduli continui di carta.
2. Laser (Not Impact printer)
stampanti Not Impact (senza impatto), stampano con
una tecnica elettrofotografica. Ottima qualità di stampa,
veloci e silenziose, adatte a grosse quantità di lavoro.
Colore. Utenti: professionisti e privati.
2. A Getto d’Inchiostro o “Ink-jet” (Not Impact printer)
stampanti Not Impact, la stampa è generata attraverso uno “spruzzo”
di minuscole gocce di inchiostro. Colore. Lente ma economiche.
Utenti: privati.
Sintesi: Prestazioni di un computer
Velocità della CPU
la velocità della CPU dipende dalla frequenza dei clock, ad ogni clock corrisponde
un ciclo della CPU. Ad ogni clock/ciclo la CPU esegue una operazione elementare
la frequenza si misura in Megahertz (Mhz, un milione di cicli al secondo) e Gigahertz (Ghz, un
miliardo di cicli al secondo)
Dimensione memoria centrale
maggiore è la memoria RAM (Random Access Memory) piu’ veloce è il computer
la dimensione delle memorie si misura in MegaByte (milioni di Byte),
GigaByte (miliardi di Byte) e, le ultime, in TeraByte (mille miliardi di Byte)
Numero di applicazioni
la CPU riesce ad eseguire molte applicazioni insieme (multi-tasking), quindi
maggiore è il numero di applicazioni in esecuzione contemporaneamente,
più lento è il computer
Performance della scheda grafica
la gestione della grafica (es. videogiochi) è complessa e “pesante”, è necessario
pertanto una scheda grafica con processore grafico veloce e con molta memoria
a disposizione
SE COLLEGATO IN RETE: Velocità della connessione alla rete
spesso un PC ad altissime prestazioni viene molto rallentato dalla velocità della
connessione alla rete: banda a disposizione, tipo di collegamento, modem,
tecnologia e sw di rete.
