Concetti Chiave
- Il computer è una macchina progettata per elaborare dati rapidamente attraverso l'hardware fisico e il software.
- Il modulo base del computer comprende il case e la scheda madre, che collega tutte le componenti principali.
- La CPU, nota come cervello del computer, esegue calcoli e coordina operazioni attraverso l'ALU, la CU e i registri.
- La memoria RAM è volatile e consente l'accesso casuale ai dati temporanei necessari durante l'elaborazione.
- Le memorie ROM e CACHE forniscono spazio di archiviazione permanente e veloce, rispettivamente, per programmi essenziali e dati frequenti.
Indice
Cos'è il computer
Il computer è una macchina progettata per elaborare dati in modo veloce, sicuro ed efficiente.- Architettura: il collegamento logico dei suoi dispositivi.
- Componenti principali: Hardware: le parti fisiche del computer. Software: i programmi che gestiscono l'hardware.
Il modulo base
Il modulo base è composto da:- Case: contenitore di metallo che protegge i componenti. Può essere da tavolo o verticale.
- Scheda madre: la parte centrale dove sono collegate tutte le componenti principali del computer.
La CPU: il cervello del computer
La CPU (Central Processing Unit) gestisce e controlla tutte le operazioni del computer.
Componenti della CPU
- ALU (Unità aritmetico-logica): esegue calcoli e operazioni logiche.
- CU (Unità di controllo): interpreta le istruzioni e coordina le operazioni.
- Registri: piccole memorie temporanee per dati immediatamente utili.
Caratteristiche principali
- Classe della CPU: identificata da una sigla, il produttore più noto è Intel (es. Pentium, Centrino).
- Frequenza di clock: esprime la velocità della CPU, misurata in GHz. Maggiore è la frequenza, più istruzioni possono essere elaborate al secondo.
Esecuzione delle istruzioni
La CPU segue un ciclo di 3 fasi:- Fetch: preleva l'istruzione dalla memoria.
- Decode: interpreta l'istruzione.
- Execute: esegue l'operazione.
Le istruzioni sono composte da:
- Codice operativo: identifica l'operazione da eseguire.
- Operandi: i dati necessari per l'operazione.
La memoria RAM
Caratteristiche della memoria centrale.RAM (Random Access Memory):
- Memoria volatile (si cancella allo spegnimento).
- Accesso casuale: ogni dato è individuabile tramite un indirizzo specifico (riga e colonna).
- Contiene informazioni temporanee utilizzate durante l’elaborazione.
Codice binario: unico linguaggio compreso dal computer, formato da bit (0 e 1).
- 1 byte = 8 bit (sufficiente per rappresentare un simbolo).
- I multipli del byte (KB, MB, GB) sono calcolati in base 2 (es. 1 KB = 1024 byte).
Memorie ROM e CACHE
-
ROM: memoria non volatile utilizzata per salvare programmi essenziali:
PROM: programmabile una sola volta.
EPROM: riscrivibile tramite raggi ultravioletti.
EEPROM: modificabile senza estrazione, con software specifico. - CACHE: memoria ad alta velocità posizionata tra la CPU e la RAM per velocizzare l'elaborazione.
I BUS
I dispositivi del computer comunicano tramite i bus:- Bus degli indirizzi: unidirezionale, usato dalla CPU per individuare la cella di memoria.
- Bus dei dati: trasporta i dati tra i componenti.
- Bus di controllo: coordina le operazioni degli altri bus.
Hard Disk e memorie di massa
La memoria di massa consente di memorizzare grandi quantità di dati, ma è più lenta della memoria centrale.
Caratteristiche delle memorie di massa
- Magnetiche: dischi ricoperti di materiale ferromagnetico su cui i dati vengono scritti tramite testine di lettura/scrittura.
Organizzate in tracce e settori, separati da spazi chiamati gap. Accesso diretto ai dati tramite la testina posizionata sul settore corretto.
Cache dell’hard disk: memoria temporanea per velocizzare l’accesso ai dati.
Memoria virtuale: utilizzo temporaneo dell’hard disk come estensione della RAM quando quest’ultima è piena.
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione principale del computer?
- Quali sono i componenti principali della CPU?
- Come avviene l'esecuzione delle istruzioni nella CPU?
- Quali sono le caratteristiche della memoria RAM?
- Come funzionano le memorie di massa come l'hard disk?
Il computer è progettato per elaborare dati in modo veloce, sicuro ed efficiente, ricevendo dati di input, elaborandoli e producendo dati di output.
La CPU è composta da ALU (Unità aritmetico-logica), CU (Unità di controllo) e registri, che eseguono calcoli, interpretano istruzioni e memorizzano dati temporanei.
L'esecuzione delle istruzioni avviene in tre fasi: Fetch (prelievo dell'istruzione), Decode (interpretazione) ed Execute (esecuzione dell'operazione).
La RAM è una memoria volatile con accesso casuale, utilizzata per contenere informazioni temporanee durante l'elaborazione, e si cancella allo spegnimento.
Le memorie di massa, come l'hard disk, memorizzano grandi quantità di dati in modo più lento rispetto alla memoria centrale, utilizzando dischi magnetici organizzati in tracce e settori.
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