Appunti necessari per esame di informatica

CARATTERISTICHE:

• non volatilità

• non casuali

• capacità elevata

• tempo di accesso elevato

• funzionalità di I/O

• trasferimento dati in Memoria centrale

• supporti fissi o rimovibili

• contenuto: archivi di dati (backup)

Memorie secondarie o ausiliarie

Le memorie secondarie sono:

• Dischi magnetici fissi (hard disk)

• Dischi magnetici rimovibili (floppy disk)

• Pen drive

• Dischi ottici rimovibili a sola lettura

• Dischi ottici a lettura e scrittura

• Nastri magnetici (DAT, stream tape)

Definizione di “supporto” e “campo”

Definizione di supporto: Mezzo su cui sono registrati i dati

Esempio: supporto magnetico (disco)

Campo

Definizione di campo: Parte del supporto associata ad un attributo

Esempio:

• N.tel. -> 809

• Cognome e nome -> Filippucci Mario

Caratteristiche dei supporti

Densità -> Numero di caratteri/area unitaria

Capacità -> Numero totale di caratteri sul supporto

Tempo di accesso necessario ad effettuare una operazione di lettura/scrittura

Tipi di Record

Record fisico: Insieme dei campi letti o scritti da/su un supporto con un’unica operazione.

Si parla di record fisico quando ci si riferisce alla quantità strutturata di byte, oggetto di una singola operazione di lettura o

scrittura su memoria di massa, effettuata dal sistema operativo; le caratteristiche del record fisico non sono determinate

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dall’utente, ma dal sistema operativo e dal tipo del supporto di memoria.

Record logico: insieme dei campi riferiti allo stesso soggetto ma residenti su vari supporti

Si parla di record logico con riferimento ad un insieme di informazioni riferito ad un unico soggetto. Per esempio in un

archivio anagrafico della cittadinanza, un recordo logico è costituito dall’insieme dei dati di un singolo cittadino (nome,

cognome, sesso, data di nascita, residenza, etc.) ognuno di questi dati viene memorizzato in un campo del record; ciascun

campo è caratterizzato dal suo nome, dal tipo di dati che è destinato a contenere e dallo spazio che gli viene riservato in

memoria. Le caratteristiche del record logico sono quindi determinate in fase di progetto, per rispondere ai fabbisogni

informativi degli utilizzatori. Record logico

Record Fisico

Tipi di organizzazione

Organizzazione di tipo sequenziale:

i record (con i relativi identici campi) sono registrati in successione.

Organizzazione di tipo Indexed Sequential (sequenziale con indici):

i record sono sempre registrati sequenzialmente ma possiedono un campo che viene dichiarato “chiave” del record. Inoltre,

viene generato un file, il file degli indici, dove si ritrova la “chiave” associata alla posizione del record dove si trova la stessa

chiave.

Organizzazione di tipo “casuale”:

i record sono registrati e ricercati sulla base di una “relazione” che lega il campo chiave con la posizione del record nel file.

Relazione posizione - chiave es. posizione = codice/100

Tecniche di accesso

Ovviamente un aspetto correlato all’organizzazione in fase di scrittura, è quello della ricerca e lettura di uno specifico record

precedentemente memorizzato, si parla in tal caso di tecniche di accesso ai dati. In corrispondenza delle organizzazioni

esistono tre tipi di

1 accesso sequenziale.

2 accesso con chiave.

3 accesso diretto.

Nella tecnica di accesso sequenziale si accede al record richiesto, dopo aver esaminato tutti i precedenti. Si attua cioè una

scansione in sequenza fino ad arrivare al record ricercato.

Nella tecnica sequenziale con chiave, si cerca il valore della chiave nel file degli indici e si preleva in corrispondenza, la

posizione del record. Il reperimento del singolo record risulta più veloce, in quanto la ricerca nel file degli indici è più rapida

che nei file dei dati.

Nella tecnica di accesso diretto si applica all’informazione richiesta un algoritmo che consente di determinare la posizione del

record sul supporto di memoria.

Memorie di massa fisse e rimovibili

• Sono Memorie rimovibili: Nastri, cassette, floppy, cd-rom, dvd, pen drive, etc.

Dischi magnetici ed ottici

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Dischi magnetici

• Hard disk

XX GB

• Floppy disk

diametro di 3,5 pollici

capacità 1,44 Mbyte

formattazione di 80 tracce (suddivise in 18 settori)

Dischi ottici

• CD-ROM 650 Mbyte

• DVD 17 GB (17 000 Mbyte)

INTERFACCIA SCSI (Small Computer Standard Interface)

Supporti (dischi)

• Tempo Posizionamento su traccia: seek time

• Tempo posizionamento su settore: Tempo di latenza

Supporti (nastri)

I nastri sono ricoperti da uno strato di materiale magnetico. Ogni punto può essere magnetizzato con polarità Nord o Sud

(frecce in figura) a cui si può associare un valore 0 o 1, successivamente rilevabile con una testina di lettura.

Interfacciamento tra processore e unità periferiche

Interfaccia parallela (Centronics) o seriale

Gli standard o insieme di regole di interfacciamento definiscono le caratteristiche fisiche, elettriche e logiche

dell’interfacciamento:

• RS-232

• USB (Universal Serial Bus – 400 Megabit/sec)

Wireless (1 Megabit/sec) DMA: modalità di accesso diretto alla memoria e relativo controllore per

trasferimento diretto dei dati tra periferiche e memoria (controllore di DMA).

Elenco dei dispositivi di ingresso-uscita

Le periferiche sono dispositivi che ci permettono di interagire con l’elaboratore.

• INPUT:

Tastiera – Mouse – Trackball – Touchpad – Penna fotoelettrica – Convertitori analogico-numerici – Scanner

Lettori ottici – Unità vocali

• OUTPUT:

Video (CRT 1024 X 768 PIXEL) STANDARD SVGA

Video cristalli liquidi (lcd)

Stampanti laser ed a getto di inchiostro

Stampanti ad aghi

Dischi, dischetti, nastri

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Plotter – Unità audio

Convertitori analogico-numerici

• INPUT/OUTPUT: Modem

ATI

• ATI è l’acronimo di Array Technology Industry, una società canadese che produce schede grafiche.

• Radeon è il nome di una serie di processori grafici (GPU) che è stata prodotta da ATI a partire dal 2000.

6. La gestione delle memorie, indicatori di prestazioni e tassonomia dei computer

Argomenti

• Indicatori di prestazioni del sistema e della memoria

• Classificazione (Tassonomia) dei computer

Indicatori di prestazioni di un sistema informatico

Tempo di risposta: Tempo intercorrente tra l’inizio di un compito e il suo completamento

Es. 5 MINUTI PER STAMPA DI 50 FATTURE

Throughput: NUMERO DI LAVORI SVOLTI in un determinato tempo

Es. 60 LAVORI AL MINUTO

CPU Time (t ): Tempo impiegato dalla sola CPU

cpu

Es. 1 MINUTO PER STAMPA DI 50 FATTURE

Indicatori di prestazioni

Velocità delle istruzioni

MIPS

• Mega Istruction Per Second

• Numero di istruzioni in linguaggio macchina che la CPU può eseguire in 1 secondo

Velocità delle operazioni

• Mega Floating point operation Per Second

• Numero di operazioni in virgola mobile eseguita in 1 secondo

• M Flops

Indicatori della prestazione della MEMORIA

• Tempo di accesso: Tempo necessario per un singolo accesso in memoria

• Ciclo di memoria: Numero di accessi per unità di tempo

• Velocità di trasferimento: bit/secondo trasferiti (Transfer rate)

Efficienza del processore (Architetture CISC, RISC)

Ogni rocessore dispone di un repertorio di istruzioni (ISC -> Istruction Set Computer).

In base a tale repertorio è possibile individuare due architetture differenti: CISC e RISC.

L’architettura CISC (Complex ISC) possiede circa 300 istruzioni molto complesse.

L’architettura RISC (Reduced ISC) possiede circa 200 istruzioni. Le architetture di questo tipo sono economiche, semplici e

veloci.

Classificazione dei sistemi informatici

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Tassonomia dei sistemi informatici

Classificazione e nomenclatura

I personal computer

12 S.O. Windows

13 Multi applicazioni

14 Collegamenti

15 Modulari

16 processore (Pentium)=1

17 Memoria centrale (MB)

18 Memoria massa (+40GB)

19 Costo minimo

20 Prestazioni in aumento

21 Utenti: privati – Professionisti – piccole imprese

22 SW : standard

Le Workstation

• S.O. multiutente e multiprocesso

• Applicazioni scientifiche od ingegneristiche (grafiche)

• Processore (Pentium)=>1 orientato virgola mobile

• Memoria centrale (GB)

• Memoria massa (+100GB)

• Costo più elevato dei pc

• Utenti: ricerca – piccole imprese

• SW: standard o ad hoc

I minicalcolatori

16 Accesso simultaneo ad un elevato numero di utenti, con la possibilità di condividere programmi e dati.

17 Sistemi con processori dedicati alla gestione dell’input e dell’output

18 Utenti: piccole e medie imprese per applicazioni

19 SW : standard o ad hoc

I mainframe

• Processori con gestione multiutente e multiprocesso

• Memorie di massa 1000 miliardi di Byte (TeraByte)

• Elaborazioni interattive e batch

• Utenti: grandi imprese

I Supercalcolatori

• Moltissimi multiprocessori paralleli (sistemi multiprocessori)

• Elaborazione modelli matematici complessi

• Costo elevatissimo

• Utenti: Gruppi di ricerca

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Multiprocessori

Architettura non-Von Neumann

Il modello von Neumann prevede una sola CPU con una sola ALU. Vengono dette non-von Neumann le architetture con più

CPU o ALU come SIMD e MIMD.

• SIMD (flusso di istruzioni / flusso di dati multipli)

1 Es. operazioni su vettori

• MIMD (flusso di istruzioni multiplo e flusso di dati multiplo)

7. Software di sistema e applicativo

Argomenti

• Software di sistema e software applicativo

• Principali funzionalità del Sistema Operativo

• Modalità di esecuzione dei programmi

• Gestione processi, memoria, periferiche, accessi

• Programmi di utilità

Differenza tra Sistema Operativo – Software applicativo

Sistema operativo

E’ un insieme organico di programmi che consentono di gestire tutte le risorse hardware e software, ne semplificano l’uso e

sono da interfaccia tra gli utenti ed il Sistema.

Software applicativo

E’ l’insieme di tutti i programmi che consentono di risolvere problemi specifici dell’ utente.

Classificazione dei Sistemi Operativi

Moduli software (Programmi) del S.O.

Principali funzionalità del S.O.

1) Interpreta i comandi (istruzioni del programma)

Il sistema operativo con i moduli (assemblatori, compilatori, interpreti) traduce i program