CONCETTI BASE dell'InformaticaCONCETTI BASE dell'Informatica
Cose che non si possono Cose che non si possono nonnon sapere! sapere!
Pablo Genova
mail: [email protected] sss
I. I. S. “Angelo Omodeo” Mortara A. S. 2019 – 2020
È una macchina elettronica programmabile costituita da dispositivi di diversa natura in grado di elaborare dati in modo automatico, veloce, sicuro ed efficiente
To compute means to calculate Hardware: è la parte fisica del calcolatore
(francese matériel) Software: è parte logica del calcolatore, ovvero i
programmi (francese logiciel), il sistema operativotutto ciò di non fisico, un insieme di istruzioni e di comandi che serve a far funzionare l'hardware
COS'E' UN COMPUTER? COS'E' UN COMPUTER?
VEDI LIBRO VEDI LIBRO T@RGETT@RGET PAG 19 PAG 19
Cos'è l'informatica Cos'è l'informatica
Il termine informatica deriva dal tedesco
Informatik: Automatische Informationsverarbeitung [1]
Trattamento automatico delle informazioni
In francese “Informatique”, fusione di “information” e “automatique”
Attenzione che in inglese si dice computer science
termine che risulta utile per ricordare che l'informatica è una scienza!
Scienza del trattamento automatico delle informazioni
L'origine del termine spiega il significato
[1] Karl Steinbuch 1957
vediamo sul vediamo sul Grande Dizionario BattagliaGrande Dizionario Battaglia http://www.gdli.it
Il Grande Dizionario Battaglia è il più grande dizionario della lingua italiana, da qualche tempo interamente e gratuitamente disponibile on – line all’indirizzo sopra indicato. È composto da ben 21 volumi (per un totale di 22.700 pagine) con esempi estremamente dettagliati per comprendere le sfumature della nostra lingua.
alla voce informazione (significato № 6)
Ritroviamo i concetti espressi nella diapositiva precedente!
Salvatore Battaglia
6. Ciascuno dei segnali inviati, secondo un determinato codice, da un dispositivo trasmittente a un dispositivo ricevente i quali formano un messaggio (e in questo significato il termine informazione è impiegato dalla linguistica, dalla tecnica delle telecomunicazioni, dalla cibernetica, dalla genetica). - Teoria o scienza dell'informazione:studio statistico-matematico delle modalità e dei risultati con cui si effettua la trasposizione di dati, cioè la trasmissione di un messaggio tra uomini, macchine, organismi biologici.
Il dato è una conoscenza elementare che, presa individualmente e fuori da un preciso contesto, non ha molto valoreL’informazione è il dato elaborato, ossia l’incremento di conoscenza che deriva dall’interpretazione di un dato
Il computer non interpreta i dati Il computer tratta i dati
L’uomo tratta le informazioni e le interpretaI dati possono essere :
Numeri interi (int), numeri reali (float, double)
Caratteri alfanumerici (caratteri che indicano lettere e numeri, char)
Altri caratteri e simboli (codice ASCII)
Immagini, Grafici, Suoni, … alla base ci sono sempre i numeri
Differenza tra dato ed informazioneDifferenza tra dato ed informazione
Architettura di Von NeumannArchitettura di Von Neumann
Struttura tipica di un computer, che Von Neumann (si pronucia [fon nòiman])per la prima volta propose
Per i dettagli dei componenti vedi ANCHE libro
CPU: Central Processing Unit
Memoria Centrale: tipicamente RAM (o ROM)
Le frecce in blu sono i BUS, canali di comunicazione tra le varie unità
VEDI e confronta LIBRO VEDI e confronta LIBRO T@RGETT@RGET PAG 20 PAG 20
È il nucleo di tutto il sistema di elaborazione: esegue calcoli, ovvero le istruzioni in codice binario
Realizzato su un chip di silicio, per questo detto microprocessore
È composto da Unità di controllo (CU) Unità aritmetica-logica (ALU) Registri Bus interno che collega questi elementi
CPU, CPU, CENTRAL PROCESSING UNITCENTRAL PROCESSING UNIT
VEDI e confronta LIBRO VEDI e confronta LIBRO T@RGETT@RGET PAG 21 PAG 21
La velocità della CPU è data dalla frequenza del clockIl clock è un orologio interno che detta i tempi di tutte le operazioni
Valori tipici ~ 2 GHz (GigaHertz)1 GHz = 1 Miliardo di cicli al secondo
È una memoria di lavoro È un dispositivo elettronico in grado di contenere
tutte le informazioni necessarie per l’elaborazione dati, istruzioni del programma da eseguire, risultati
intermedi e finali Scrivere i dati provenienti dalle varie componenti del
computer Scrivere comporta la distruzione dell’informazione
precedentemente contenuta in quella posizione della memoria
Conservare informazioni Leggere l’informazione memorizzata
NELLA RAM SI PUO' LEGGERE E SCRIVERE, MANELLA RAM SI PUO' LEGGERE E SCRIVERE, MANON SI PUO' SALVARE IN MODO PERMANENTE I NON SI PUO' SALVARE IN MODO PERMANENTE I DATIDATI E' UNA MEMORIA E' UNA MEMORIA VOLATILEVOLATILE
MEMORIA CENTRALE, MEMORIA CENTRALE, RAM, RANDOM ACCESS MEMORYRAM, RANDOM ACCESS MEMORY
T@RGETT@RGET PAG 21 PAG 21
Il bit è la più piccola unità di misura dell’informazione
Il byte è l’unità di misura della capacità della memoria
Tipi di memorie centrali: RAM (Random Access Memory)
(vedi slide precedente)
ROM (Read Only Memory)Questo tipo di memoria èdi sola lettura (vedi libro pag 21), ma permanente
Unità di misura Corrisponde a
Byte (B) 8 bit
KiloByte (KB) 1024 B
MegaByte (MB) 1024 KB
GigaByte (GB) 1024 MB
TeraByte (TB) 1024 GB
PetaByte (PB) 1024 TB
HexaByte (HB) 1024 PB
MEMORIA CENTRALE, MEMORIA CENTRALE, UNITA' DI MISURA, RAM E ROMUNITA' DI MISURA, RAM E ROM
T@RGETT@RGET PAG 23 PAG 23
FOTOFOTO
SCHEMASCHEMA
SCHEDASCHEDAMADREMADRE
T@RGETT@RGET PAG 21 PAG 21
Dette anche porte di I/O (entrata-uscita)
Sono degli elementi HW del computer, che permettono al sistema di comunicare con degli elementi esterni
INTERFACCE I/O input/outputINTERFACCE I/O input/outputda sapere!da sapere!
La porta seriale viene utilizzata per collegare dispositivi che non richiedono un flusso di dati molto veloce
Nella porta seriale i dati vengono inviati un bit alla volta i bit viaggiano in serie, l’uno dopo l’altro, sullo stesso
filo, per cui per trasmettere un byte, sono necessari otto invii
PORTA SERIALEPORTA SERIALE
VEDI la sua forma VEDI la sua forma T@RGETT@RGET PAG 23 PAG 23
La porta parallela si usava quasi sempre per la stampante, ma è adatta per qualunque dispositivo che richieda un flusso di dati più veloce rispetto alla capacità della porta seriale
Nella porta parallela i dati vengono trasmessi un byte alla volta i bit viaggiano parallelamente su otto fili
PORTA PARALLELAPORTA PARALLELA
VEDI la sua forma VEDI la sua forma T@RGETT@RGET PAG 23 PAG 23
Dette anche a memorie secondarie Ovvero gli hard disk, ma anche
supporti rimovibili come dischi floppy, CD, DVD, memorie flash, SSD (Solid State Drive)
La sua caratteristica principale è la "non volatilità", ovvero la possibilità di memorizzare permanentemente i dati
MEMORIE DI MASSAMEMORIE DI MASSA
LEGGI TABELLA MEMORIE LEGGI TABELLA MEMORIE T@RGETT@RGET PAG 23 PAG 23
Detto anche disco rigido o disco fisso
È una periferica di input-output del computer
Le sue caratteristiche sono: La capacità di memorizzazione, in
genere espressa in Gigabyte GB Il tempo di accesso ad un dato
memorizzato tipicamente 10 ms (millisecondi)
La velocità di trasferimento che dipende dalla velocità di rotazione dei piatti
Il processo fisico di scrittura è di tipo magnetico
HARD DISK O DISCO FISSOHARD DISK O DISCO FISSO
Non confondere la velocità della CPU con la velocità dell’hard disk
SSD SSSD SOLIDOLID S STATE TATE DDRIVERIVE MEMORIA A STATO SOLIDOMEMORIA A STATO SOLIDO
Sono dispositivi interamente a stato solido, ovvero usano la tecnologia del silicio e dei semiconduttori(vedi fisica anni successivi), stanno sempre più sostituendo i tradizionali dischi fissi perché sono più veloci e più duraturi (non c’è più la parte meccanica del disco che si può rompere). Stanno raggiungendo la capacità dei tradizionali hard disk
magnetici con costi ragionevoli
CURIOSITA’
Le memorie NAND usate in questi dispostivi utilizzano un fenomeno fisico di MECCANICA QUANTISTICA detto
EFFETTO TUNNEL
WOW
Anche chiamate periferiche di ingresso
Sono periferiche che permettono all’utente del computer di immettere dati nella memoria centrale lavorando in maniera unidirezionale
PERIFERICHE DI INPUTPERIFERICHE DI INPUT
Anche chiamate periferiche di uscita
Sono periferiche che ricevono dati dalla memoria centrale e le mandano all’utente del computer lavorando in maniera unidirezionale
PERIFERICHE DI OUTPUTPERIFERICHE DI OUTPUT
SEGNALE ANALOGICO SEGNALE ANALOGICO SEGNALE DIGITALESEGNALE DIGITALE
esempio di segnale analogico
esempio di segnale digitale
I grafici sopra riportati rappresentato un segnale elettrico (sulle ascisse tempo, ordinate tensione)
IL SEGNALE ANALOGICO VARIA IN MODO CONTINUO
IL SEGNALE DIGITALE VARIA IN MODO DISCRETO, PUO' AVERE SOLO I VALORI 0,1
tempo
0
1
Tensioneelettrica
TAVOLE DI VERITA'TAVOLE DI VERITA'A NOT ANOT A
VV FFF VV
p q p AND q p OR q
V V V V
V F F V
F V F V
F F F F
Si possono combinare in modo opportuno, usando parentesi: Ad es. (A and B) or (not B or A)
(p OR q) and (NOT q OR NOT p)
NOT A è lo stesso che ¬ A
A AND B è lo stesso che A B
A OR B è lo stesso che A v B
^
VEDI e confronta LIBRO VEDI e confronta LIBRO T@RGETT@RGET PAG 5 PAG 5
APPROFONDIMENTO APPROFONDIMENTO
GERARCHIA DELLE MEMORIEGERARCHIA DELLE MEMORIE
Tutte le memorie che abbiamo visto hanno i loro vantaggi e svantaggi che possono essere riassunti mediante questa struttura a “piramide”
registriregistri
cachecache
ramramchiavetta chiavetta usb usb
Hard diskHard disk
disco magneticodisco magnetico
Memoriepermanenti
Memorievolatili
+ veloci, + veloci, + costose+ costose+ piccole+ piccole
+ lente, + economiche + lente, + economiche + grandi+ grandi
non esiste la memoria perfetta!
conversione Binario → Decimaleconversione Binario → Decimale
Saranno richieste anche
conversione Decimale → Binarioconversione Decimale → Binario
conversione Esadecimale → Decimaleconversione Esadecimale → Decimale
conversione Decimale → Esadecimaleconversione Decimale → Esadecimale
solo alla sezione LSA (Liceo Scienze Applicate)
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