Appunti di Informatica Generale, prof. Avellone

Informatica

Appunti sulle domande d'esame di teoria

Alessandro Avellone, Luca Mazzei, Dario Pescini

Economia Unimib

Descrivere la funzione dell'orologio di sistema (clock) in un elaboratore

L'orologio di sistema (clock) sincronizza le operazioni rispetto a una data frequenza. Nell'unità di elaborazione (CPU), l'orologio di sistema sincronizza le operazioni (segna la velocità) ed è un elemento circuitato della CPU.

Descrivere la funzione del router all'interno di una rete di calcolatori

Il router è un apparato che connette reti con tecnologie anche differenti e la sua funzione principale è l'instradamento (routing) dei pacchetti dal nodo sorgente a quello di destinazione. Può avere molteplici interfacce.

Descrivere la funzione del modem

Per trasmettere i segnali digitali (rappresentati in forma binaria, bit) che i computer utilizzano per scambiarsi informazioni, abbiamo bisogno di apparati, e in particolare del modem:

• Trasforma i bit (segnali digitali) trasmessi da un calcolatore in una serie di suoni (segnale analogico) che poi vengono inviati su una linea telefonica sotto forma di segnali elettrici, e questo meccanismo è chiamato modulazione.
• Al contrario, converte i suoni in bit e questo meccanismo è chiamato demodulazione.

Descrivere e spiegare la funzione del registro di stato di una CPU

Il registro di stato (SR) è un registro della CPU che riporta indicazioni relative al risultato delle operazioni (es. overflow). Il registro di stato SR è un registro particolare in quanto riporta in alcuni suoi bit indicazioni relative al risultato delle operazioni svolte dalla ALU (unità aritmetico-logica). Tra di essi ci sono: bit di carry (presenza di un riporto), bit zero (valore nullo nel registro A), bit di segno (riporta il segno dell'operazione aritmetica), bit di overflow (rileva la condizione di overflow che si verifica quando il risultato dell'ultima operazione aritmetica eseguita dalla ALU supera il valore massimo che può essere rappresentato nel registro A).

Descrivere e spiegare la funzione del registro istruzione corrente di una CPU

Il registro istruzione corrente (CIR), lungo h bit, contiene istante per istante l'istruzione che risulta in esecuzione da parte dell'elaboratore. Il registro di istruzione corrente (CIR) è un registro della CPU e contiene l’istruzione che risulta in esecuzione da parte dell’elaboratore.

Spiegare cosa si intende con salvataggio del contesto nell'ambito del gestore dei processi di un sistema operativo

Il salvataggio del contesto si riferisce alla memorizzazione dello stato corrente di un processo, inclusi i contenuti dei registri e altri dati critici, per consentire al sistema operativo di ripristinare il processo e farlo ripartire dal punto esatto in cui era stato interrotto quando il processore è nuovamente disponibile per eseguire quel processo.

Descrivere dettagliatamente la fase di fetch da parte della CPU

Ogni istruzione al calcolatore viene eseguita in tre fasi: acquisizione dalla memoria centrale, interpretazione, esecuzione. La fase di acquisizione viene detta fase fetch, articolata in 4 passi che consistono nel trasferimento di dati fra i registri della CPU e allocazioni specifiche della memoria centrale:

• (1) Il contenuto del registro contatore di programma PC viene trasferito nel registro indirizzi AR.
• (2) Avviene un'operazione di lettura dalla memoria centrale. Il contenuto della cella di memoria che corrisponde all'indirizzo contenuto nell'AR viene trasferito nel registro dati DR tramite il bus di sistema.
• (3) Il contenuto del registro dati DR è trasferito al registro di istruzione corrente CIR.
• (4) Il valore nel registro PC viene incrementato di 1 in modo che tale registro arrivi a contenere l'indirizzo dell'istruzione che segue quella caricata nel CIR, in tal modo viene preparata l'esecuzione della fase di acquisizione successiva.

Descrivere dettagliatamente la CPU di un elaboratore

Il CPU, anche detto processore, è la parte del sistema che svolge le elaborazioni e coordina il trasferimento dei dati all'interno dell'intero sistema informatico. Il processore ha il compito di eseguire i programmi, cioè di interpretare ed eseguire le varie istruzioni da cui i programmi sono composti. La funzione del CPU è quella di eseguire i programmi contenuti nella memoria centrale prelevando, decodificando ed eseguendo una dopo l'altra le istruzioni che li costituiscono.

Nel contesto dei sistemi operativi descrivere la politica di assegnazione della CPU “round-robin”

La politica di assegnazione della CPU "round-robin" è un metodo di gestione dei processi in cui ogni processo viene eseguito per un tempo limitato, detto quanti di tempo, in modo ciclico. Quando un processo esaurisce il suo tempo senza aver terminato, viene messo in coda in attesa del suo prossimo turno, e il processore passa ad eseguire il processo successivo in coda.

Descrivere dettagliatamente il gestore dei processi di un sistema operativo

Il gestore di processi si occupa della gestione dei processi e delle interruzioni. È responsabile dell'esecuzione dei programmi (=processo) da parte dell'unità di elaborazione chiamata processore. Un processo P è una coppia di elementi: codice eseguibile (E) del programma e stato (S) del processo. Esistono dei linguaggi di programmazione concorrenti, caratterizzati dal fatto che ogni programma comporta l'esecuzione di veri processi che eseguono un compito particolare. I processi possono essere:

• In esecuzione
• Pronti: vanno in esecuzione solo se il gestore dei processori lo decide
• In attesa: aspettano il verificarsi dell'evento (operazione d’ingresso/uscita) per passare allo stato di pronto

Un solo processo può essere in esecuzione in un determinato istante (cioè può essere eseguito) e ha un processore assegnatogli. Gli altri processori, invece, sono pronti/in attesa. Il processo può essere sospeso in esecuzione e può subire:

• Interruzione interna (da esecuzione in attesa): interruzione generata dal processo stesso, necessario salvare la situazione copiando il contenuto dei registri del processore in una corretta zona di memoria (descrittore del processore).