LELABORATORE Componenti principali Unità centrale Video (monitor) Tastiera e Mouse Lettore/Masterizzat. CD/DVD Dischi fissi (hard disk) Dischetti (floppy)

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  • LELABORATORE Componenti principali Unit centrale Video (monitor) Tastiera e Mouse Lettore/Masterizzat. CD/DVD Dischi fissi (hard disk) Dischetti (floppy) Componenti accessori Stampante Modem Scanner Tavolette grafiche HARDWARE
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  • IL SOFTWARE Software: programmi che vengono eseguiti dal sistema. Distinzione fra: Software di base ( Sistema Operativo) Software applicativo NB: suddivisione utile ma non sempre evidente (firmware)
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  • LHARDWARE E composto da un insieme di unit funzionali (dispositivi)
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  • LHARDWARE CPU (Central Processing Unit), o Processore CPU: Svolge le elaborazioni e il trasferimento dei dati, cio esegue i programmi
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  • LHARDWARE RAM (Random Access Memory), e ROM (Read Only Memory) Insieme formano la Memoria centrale o Memoria principale RAM & ROM Dimensioni relativamente limitate Accesso molto rapido
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  • LHARDWARE RAM volatile (perde il suo contenuto quando si spegne il calcolatore) usata per memorizzare dati e programmi ROM persistente (mantiene il suo contenuto quando si spegne il calcolatore) ma il suo contenuto fisso e immutabile usata per memorizzare programmi di sistema (BIOS) ATTENZIONE
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  • un canale di comunicazione che collega tutti gli elementi del sistema informatico. BUS DI SISTEMA
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  • Unit di Input e Output Sono usate per far comunicare il calcolatore con l'esterno (con lutente) UNIT DI INGRESSO / USCITA (I/O) Tastiera e Mouse Video e Stampante Scanner Tavoletta grafica...
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  • Memoria secondaria o Memoria di massa memorizza grandi quantit di informazioni persistente (le informazioni non si perdono spegnendo la macchina) accesso molto meno rapido della memoria centrale (millisecondi contro nanosecondi / differenza 10 6 ) MEMORIA DI MASSA Dischi CD,DVD Nastri Penna ottica
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  • LA MEMORIA DI MASSA Caratteristiche: tempo di accesso capacit Scopo: memorizzare grandi masse di dati in modo persistente (I dati memorizzati su questo tipo di memoria sopravvivono allesecuzione dei programmi) Bit, Byte (e multipli) Kbyte (1.024 Byte) Mbyte (1.048.576 Byte) Gbyte (1.073.741.824 Byte) Tempo di accesso disco fisso: ~10 ms floppy: ~100 ms Capacit disco fisso: >10 GB floppy: 1.4 MB
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  • DISPOSITIVI di memoria di massa DUE CLASSI FONDAMENTALI: ad accesso sequenziale (ad esempio, NASTRI): per recuperare un dato necessario accedere prima a tutti quelli che lo precedono sul dispositivo ad accesso diretto (DISCHI): si pu recuperare direttamente un qualunque dato memorizzato
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  • DISPOSITIVI MAGNETICI Larea del dispositivo suddivisa in micro-zone Ogni micro-zona memorizza una informazione elementare sotto forma di stato di magnetizzazione: area magnetizzata =>1 / area non magnetizzata =>0 Ai due possibili stati di magnetizzazione vengono associate le due cifre binarie 0 e 1 Bit (Binary digIT) Quindi, ogni micro-zona memorizza 1 bit Per memorizzare informazioni pi complesse si considerano sequenze di bit: BYTE (collezione di 8 bit) e suoi multipli
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  • DISCHI MAGNETICI (Hard Disk) Un disco consiste in un certo numero di piatti con due superfici che ruotano attorno ad un perno centrale. Ogni superficie dispone di una propria testina di lettura / scrittura. Le superfici sono organizzate in cerchi concentrici (tracce) e in spicchi di ugual grandezza (settori). Le tracce equidistanti dal centro formano un cilindro.
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  • DISCHI MAGNETICI I dati sono scritti in posi- zioni successive lungo le tracce: ogni bit corrisponde a uno stato di magnetizza- zione del materiale magne- tico della superficie del disco. Ogni blocco del disco identificato con la terna superficie, traccia, settore Per effettuare il trasferimento dei dati in memoria cen- trale occorre disporre di unarea di memoria (buffer) di dimensioni pari al blocco.
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  • DISCHI MAGNETICI Ingresso/uscita da/verso superficie, traccia, settore 1)spostamento della testina (seek) verso la traccia richiesta 2)attesa che il settore arrivi sotto la testina; 3)trasferimento dei dati in / da memoria centrale (solitamente eseguito da un processore dedicato - Direct Memory Access, DMA).
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  • DISCHETTI (FLOPPY) Sono dischi magnetici di piccola capacit, portatili, usati per trasfe-rire informazioni tra computer diversi. Sono costituiti da un unico disco con due superfici. IMPORTANTE: per poter essere usati, i dischetti devono prima essere suddivisi in tracce e settori dal Sistema Operativo FORMATTAZIONE Sopravvivono ormai solo quelli da 3.5 di diametro (1.4 MB)
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  • DISPOSITIVI OTTICI 1984, CD-ROM (Compact-Disk Read-Only Memory) Capacit: > 600 MB Costo: < 1 Velocit di trasferimento: originariamente 150 KByte / s ( 1X ) oggi 32, 40, 52X volte tanto Ormai il CD il principale mezzo per lo scambio di grandi quantit di informazioni: installazione di nuovi programmi di utilit archiviazione di immagini, suoni, dati multimediali copie di sicurezza (backup) distribuzione di materiale pubblicitario o di prova Affidabilit: fino a 10-15 anni.
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  • DISPOSITIVI OTTICI - Il presente 1997, DVD (Digital Video Disk opp Digital versatile Disk) Evoluzione del CD-ROM Capacit fino a 17 GB Velocit di trasferimento (4X, 8X.) Adatto per film e opere multimediali.
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  • CAPACIT DELLE MEMORIE
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  • TECNOLOGIA DIGITALE 01000110101.... Dati ed operazioni vengono codificati tramite sequenze di bit CPU in grado di operare soltanto in aritmetica binaria, effettuando operazioni elementari : somma e differenza scorrimento (shift)... Lavorando direttamente sullhardware, lutente forzato a esprimere i propri comandi al livello della macchina, tramite sequenze di bit.
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  • TECNOLOGIA DIGITALE Dati ed operazioni vengono codificati a partire da due valori distinti di grandezze elettriche: tensione alta (V H, 5V) tensione bassa (V L, 0V) A tali valori vengono convenzionalmente associate le due cifre binarie 0 e 1: logica positiva: 1 V H, 0 V L logica negativa: 0 V H, 1 V L CPU, memoria centrale e dispositivi sono realizzati con tecnologia elettronica digitale.
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  • PERSONAL COMPUTER PC (ex IBM-COMPATIBILI) Usano processori della famiglia Intel 80x86: 8086 80286 80386 Pentium Pentium MMX Pentium II Pentium III Pentium IV... Le prestazioni dipendono da: frequenza dellorologio di sistema (clock) dimensione della RAM velocit/parallelismo delle linee dati/comandi (bus)
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  • ALTRI SISTEMI DI CALCOLO Workstation sistemi con capacit di supportare pi attivit contemporanee, spesso dedicati a pi utenti. Prestazioni normalmente superiori a quello di un tipico Personal Computer. Mini-calcolatori Macchine capaci di servire decine di utenti contemporaneamente, collegati tramite terminali Super-calcolatori Hanno molti processori, grandi memorie di massa e servono tipicamente centinaia o migliaia di terminali
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  • IL SOFTWARE Software: insieme (complesso) di programmi. Organizzazione a strati, ciascuno con funzionalit di livello pi alto rispetto a quelli sottostanti Concetto di macchina virtuale
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  • IL FIRMWARE Firmware: il confine fra hardware e software. uno strato di micro-programmi, scritti dai costruttori, che agiscono direttamente al di sopra dello strato hardware non modificabili dallutente. Sono memorizzati su memorie speciali permanenti su circuiti integrati (ROM, EPROM, )
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  • IL SISTEMA OPERATIVO Strato di programmi che opera al di sopra di hardware e firmware e gestisce lelaboratore. Solitamente, venduto insieme allelaboratore. Spesso si pu scegliere tra diversi sistemi operativi per lo stesso elaboratore, con diverse caratteristiche. Esempi: Windows 95 / 98 Windows XP Linux Mac OsX
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  • FUNZIONI DEL SISTEMA OPERATIVO Le funzioni messe a disposizione dal S.O. dipendono dalla complessit del sistema di elaborazione: gestione delle risorse disponibili gestione della memoria centrale organizzazione e gestione della memoria di massa interpretazione ed esecuzione di comandi elementari gestione di un sistema multi-utente Un utente vede lelaboratore solo tramite il Sistema Operativo il S.O. realizza una macchina virtuale
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  • FUNZIONI DEL SISTEMA OPERATIVO Conseguenza: diversi S.O. possono realizzare diverse macchine virtuali sullo stesso elaboratore fisico I sistemi operativi si sono evoluti nel corso degli ultimi anni (interfacce grafiche Gui, Macintosh, Windows,...) Attraverso il S.O. il livello di interazione fra utente ed elaboratore viene elevato: senza S.O.:sequenze di bit con S.O.:comandi, programmi, dati
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  • RUOLO DEL SISTEMA OPERATIVO Il S.O. traduce le richieste dellutente in opportune sequenze di valori e impulsi elettrici da sottoporre alla macchina fisica
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  • RUOLO DEL SISTEMA OPERATIVO Qualsiasi operazione di accesso a risorse della macchina implicitamente richiesta dal comando di utente viene esplicitata dal S.O. Esempi: accesso a memoria centrale accesso ai dischi I/O verso video, tastiera,
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  • ESEMPIO Utente:Sistema Operativo: esegui progr1- input da tastiera - ricerca codice di pr