informatica 7

ovvero come la parte hardware del calcolatore è capace di processare, e quindi elaborare tutti i dati codificati con i relativi meccanismi

hanno avuto un incremento delle loro prestazioni, della loro evoluzione tecnologica. Sono nati negli anni 60 fa circa com l'evoluzione del transistor; hanno cominciato a essere dislocati in grandi ambienti con aria condizionata venivano raffreddati ad acqua

invenzione della CPU (Central Processing Unit, L'unità di elaborazione) nel 1969, da Hoffz ingegnere Intel, progetta il primo microprocessore grande quanto un'unghia

supercomputer, mainframe/server, mini computer, personal computer, terminali (stupidi/intelligenti), network computer, desktop, workstation, notebook, tablet PC, computer palmari, pda

non fanno altro che seguire il ciclo di elaborazione delle informazioni

input la fase che consiste nell'immissione di dati; elaborazione un svolta inseriti i dati nel computer possono essere elaborati; output per vedere o ascoltare il risultato dell'elaborazione si utilizzano dei dispositivi di output quali lo schermo , la stampante, altoparlanti ; memorizzazione i dati e i programmi vengono memorizzati su appositi nastri o dischi in modo da poter essere recuperati in qualsiasi momento; distribuzione i dati possono essserw stampati e distribuiti oppure trasmessi da un computer ad in altro ( es. l'invio di documenti come allegati della posta elettronica o attraverso un sito web)

i componenti per input/output per inserire i dati e avere dei risultati i canali di comunicazione, il componente per l'elaborazione dei dati , e il componente per la memorizzazione dei dati

John Von Neumann matematico e informatico, di origini ungheresi fondatore della teoria dei giochi. alla fine degli anni 50 ha inventato il modello del calcolatore che prende il nome di modello di Von Neumann

4 elementi quali tastiera Interfaccia input/output, mouse Interfaccia input/output schermo Interfaccia input/output, memoria secondaria Interfaccia input/output; per fare parlare tra loro tutti i componenti vi è un sistema di collegamento chiamato bus componente separato specifico che ha qusat funzionalità importante perché trasporta i dati dall'input alla CPU o alla memoria per poter essere elaborati e poi la memoria centrale che è la RAM quella di lavoro in cui vengono depositati i dati una volta immessi per poter essere elaborati e dove vengono ospitati i risultati delle elaborazioni per essere forniti all'utente e la CPU l'unità centrale di elaborazione

mantiene memorizzati i programmi che si stanno utilizzando e i dati in fase di elaborazione utilizzata dall'elaboratore per gestire i programmi in esecuzione

è costituita da una sequenza ordinata di celle, è organizzata in celle ciascuna delle quali può memorizzare una Word cioè una configurazione di bit, solitamente una Word è pari a ,1 byte (8 bit) o 16 o 32 oppure 64 bit può avere diverse dimensioni a seconda del dispositivo; ciascuna cella di memoria ha un indirizzo predefinito e invariabile e rappresenta l'unità minima di memoria cui la CPU riesce ad accedere. tutta una serie di celle in cui sono scritte delle parole e ogni parola ha un indirizzo che è espresso in numero binario

RAM (Random Access Memory, memoria ad accesso diretto) memoria di lettura/ scrittura in cui posso recuperare dei dati e memorizzare dati da passare al microprocessore o CPU è volatile, ad accesso diretto, di lavoro e dinamica; ROM (Read Only Memory, memoria di sola lettura) memoria di sola lettura , BIOS ROM ( BASIC INPUT/OUTPUT SYSTEM), riconoscimento e gestione delle periferiche di input/output, caricamento del sistema operativo

si distingue dalla memoria primaria o secondaria o esterna, consente di immagazzinare programmi e dati in modo persistente che si può agganciare alle interfacce di input e output in buona sostanza sono tutti i dispositivi che possiamo attaccare al nostro calcolatore per la memorizzazione es hard disk, chiavetta USB, CD, dvd

dedicata al lavoro del processore (memoria di lavoro) il suo lavoro è memorizzare i dati di programma con cui tipicamente si fa riferimento alla RAM che collabora col microprocessore ed è gestita dal sistema operativo

alla memorizzazione persistente di dati e programmi

è il trasportatore di dati che collega i diversi componenti attraverso il canale di collegamento specifico per il trasporto di dati (bit) da un posto all'altro. Il bus è un insieme di collegamenti dotati di clock che permettono lo scambio di dati input e output tra i vari componenti del computer

prese situate tipicamente sul retro del computer che servono a connettere al computer le periferiche (tastiera, stampante, monitor ecc.) mediante le quali è possibile immettere e ricevere i dati

servono ad inserire le schede degli adattatori che contengono una serie di componenti elettronici volti a potenziare o espandere le prestazioni del computer

hanno l'unico compito di far comunicare un dispositivo esterno con la macchina

è la componente che permette l'elaborazione dei dati e controlla tutte le funzioni del computer, esegue le operazioni logico aritmetiche ed elabora i dati ricevuti

un circuito integrato (microprocessore) in cui avvengono i processi di elaborazione. CPU= ALU+ CU+ REGISTRI. la CPU è composta da: Unità di controllo (Control Unit,CU) che esegue le istruzioni, coordina le attività del processore e controlla il flusso di informazioni con la memoria; ALU (Arithmetic Logic Unit, ALU, Unità aritmetico logica) effettua le operazioni aritmetiche e logiche; infine i Registri dispositivi in grado di memorizzazione di una Word ( un dato in un indirizzo della RAM ), sono piccolissime memorie che stanno allintenro del processore per poter temporaneamente ospitare i dati

è capace di eseguire 2-3 miliardi di operazioni in un secondo ma queste operazioni sono estremamente semplici tipicamente di 1 o 2 operando che hanno il risultato con delle operazioni logiche ( tipicamente le operazioni booleane)

la ALU. Negli ingressi 1 operando 2 operando e sotto di essi dei registri in cui vengono appoggiati i dati per essere elaborati che sono delle piccole memorie e il risultato viene poi memorizzato in un piccolo registro d'uscita in maniera tale da poter essere trasferito nella memoria.

ha quattro fasi: 1 caricamento, 2 decodifica nell'unità di controllo, 3 esecuzione nell'unità logico aritmetica e 4 memorizzazione. quindi vediamo che memoria e cpu collaborano durante il ciclo macchina. Ogni volta che viene eseguita un'elaborazione dal nostro calcolatore si esegue questo ciclo

1 passaggio: dato un input dell'unità di controllo vengono presi i dati (bit) da processare (da codifica a decodifica) dalla memoria e caricati nel processore in particolare nell'unità di controllo (Fetch); 2 passaggio decodifica dei dati; 3 passaggio esecuzione in cui i dati vengono passati all'unità logico aritmetica; 4 passaggio una volta ottenuto il risultato, viene trasferito nella memoria primaria per essere a disposizione

1 la CU preleva (Fetch) l'istruzione successiva presente in memoria e la immagazzina al suo interno in una piccola area di memorizzazione (registro dell'istruzione IR); 2 la CU interpreta (Decode) l'istruzione e trasferisce i dati dalla memoria alla ALU; 3 la ALU esegue (Execute) l'operazione richiesta; 4 i risultati dell'operazione sono immagazzinati (storing) in memoria, oppure in un registro dell'alu chiamato accumulatore.

regola il funzionamento della CPU: invia segnali di controllo sul bus; decodifica le istruzioni; gestisce il trasferimento di dati da e verso la cpu

l'istruzione per poter essere eseguita viene espressa dal linguaggio macchina. un elaboratore rappresenta i dati attraverso numeri interi scritti utilizzando le cifre binarie nella sua formulazione più base ( bit uni e zeri). Per poter elaborare questi dati abbiamo bisogno dei dati stessi e del programma (un algoritmo ossia una procedura ordinata di passi codificati in un certo modo per arrivare a un obiettivo tipicamente il tipo di elaborazione che si intende fare ). questi programmi vengono tradotti in linguaggio macchina dall'interprete.

dati e programmi e quindi istruzioni. Un programma non è altro che una sequenza (ordinata) di numeri interi scritti in binario e memorizzati in celle della RAM. Ogni cella della RAM ha un indirizzo e memorizza una Word contenente una sequenza di bit ( es. si una Word a 8 bit 10101011 da una parte abbiamo i bit che indicano l'istruzione, dall'altra parte abbiamo i.bit, il dato numerico che ci dice qual è il dato da utilizzare, da processare o l'indirizzo di memoria oggetto di quell'operazione

aritmetiche (+ -); logiche ( booleane AND, OR, NOT); relazionali ( maggiore, minore, uguale)

abbiamo un programma, una trasposizione in linguaggio informatico di un algoritmo ( una serie di passi) che può essere: sequenza (lineare che porta diretto dall'inizio alla fine); selezione; ciclo

dato ed istruzioni fra CPU e memoria; dati fra CPU e dispositivi di i/o tramite interfacce