Appunti Calcolatori Elettronici + esercizi esame

Calcolatori elettronici

Introduzione

Fin dai tempi più antichi l'uomo si è costruito macchine per rappresentare, comunicare e scambiare informazioni. Tali sistemi operano su insiemi discreti di simboli e per questo detti digitali.

Modello di riferimento

Possiamo schematizzare un calcolatore elettronico in vari blocchi:

• Architettura di Von Neumann
• Memoria principale: contiene dati
• CPU: processore -> processa i dati
• Interfaccia I/O: acquisisce input e fornisce output
• Locali: tastiera, mouse
• Di rete: permette di comunicare con altri calcolatori

L'architettura di Von Neumann è pensata ed è alla base della larga diffusione dei calcolatori elettronici.

Calcolatori elettronici

Introduzione

Fin dai tempi più antichi l'uomo si è costruito macchine per rappresentare, comunicare e scambiare informazioni. Tali sistemi operano su insiemi discreti di simboli e per questo detti digitali.

Modello di riferimento

Possiamo schematizzare un calcolatore elettronico in vari blocchi:

• Memoria principale: contiene dati
• CPU: processore ➔ processa i dati
• Interfaccia I/O: acquisisce input e fornisce output
• Locali: tastiera, mouse
• Di rete: permette di comunicare con altri calcolatori

L’architettura di Von Neumann è pensata ed è alla base della larga diffusione dei calcolatori elettronici.

Il trasporto dell'informazione

Ogni blocco della struttura è costruito da circuiti elettronici digitali.

All'interno tutte le informazioni sono codificate in binario. Lo strumento di interconnessione tra i vari blocchi è il BUS e si ci trasmettono variabili binarie.

La CPU provvede all'acquisizione dei dati tramite il BUS ed esegue un'istruzione, o una sequenza di esse = programma, tramite ALU (unità aritmetico-logica) e provvede alla memorizzazione del risultato in memoria.

N.B. Anche le istruzioni sono memorizzate in memoria.

I circuiti elettrici ed elettronici, che formano il livello fisico di una macchina digitale. Si scambiano segnali ovvero grandezze fisiche variabili nel tempo (lo scambio potette poi risultare distorto a formula casuale, nel uno o più segnali è descritto modo in cui un circuito piano ricevere, trasmettere).

I segnali, indipendentemente della loro natura, possono essere di due tipi:

• Analogici: impiegar tutti i possibili valori inferiori della grandezza
• Digitali: grandezze i cui campi di variazione è stato preventivamente suddivisi in un certo numero gli fascia ci guad equivalenza specificato

Usuale è l'impiego del segnale binario che offre la massima robustezza. Utilizzando un segnale analogico, infatti, si è esposto ad una bassa precisione a causa dei possibili disturbi.

Analisi e sintesi di una macchina oppure

Per progettare macchine dipighi è indispensabile sapere dominare la complessità.

A tal fine sono utili due tipi di descrizione:

• Il "cosa è fatto" la macchina e quindi la sua struttura essa risulta definita dallo suth che la compongno e dallo modo come con interagiscoro
• Il "cosa fa" la macchina e quindi il suo comportamento che risulta definito dallo relazione tra gli stimoli che riceve e le risposte che fornisce

Analisi → comportamento

Sintesi

Tramite l'analisi, si considera lo stato di una macchina e dallo descrivere il comportamento.

Tramite la sintesi, parto da una descrizione del livello comportamentale e si arriva a definire le relazione causa-effetto.

Livelli di astrazione e di proprietà

La descrizione del comportamento di una macchina complessa richiede una panoramica di livelli di descrizione. Quest'ultima si decompone in livelli, e quindi comprensioni, più semplici da sviluppare nello spazio e nel tempo.

Salendo di livelli si ottiene l'astrazione.

Scendendo di livelli si aumenta il dettagli.

Ad ogni livello di astrazione della macchina vengono indivi oua diverse struttura formate da un certo numero di componenti assumono cause primi. Ogni componente può essere ulteriormente rappresentato da un blocco.

Blocco o "scatola nera"

Il blocco rappresenta un componente astratto di un livello di descrizione di una macchina digitale. Esso ne illustra SOLO il COMPORTAMENTO, ignorandone la struttura interna.

La freccia entrante indica l'informazione da elaborare (I)

La freccia uscente indica il risultato dell'elaborazione (U)

La notazione simbolica posta al