Appunti teoria di informatica

Teoria Informatica

Hardware

Le componenti fisiche fondamentali nel calcolatore sono transistor e microchip. Circuiti integrati di ridottissime dimensioni che contengono milioni di transistor opportunamente collegati formuano i circuiti di base e le memorie.

Dispositivo allo stato solido formuato da semiconduttori. Il loro nucleo è di amplificatori di segnali elettrici, o di interruttori elettronici.

Macchina di Von Neumann

• Microprocessore - elaborazione dei dati prescati dalla RAM;
• Memoria Centrale RAM - memorizzazione dei prog. in esecuzione;

Periferiche di I/O: componenti che rendono possibile la comunicazione tra macchina e uomo.

Bus di sistema: sistema di connessioni elettriche lungo le quali viene trasferita l'informazione.

Diagramma:

• CPU
• Ram
• I/O
• Bus

CPU

È costituita

• Unità di controllo - interpretazione dei comandi provenienti dalle unità periferiche e dalla RAM.
• ALU
• Clock - La sua velocità indica la velocità con cui si susseguono le quattro fasi che costituiscono il ciclo macchina:
• Acquisizione
• Decodifica
• Elaborazione
• E la memorizzazione

Teoria

Hardware

Le componenti fisiche fondamentali nel calcolatore sono transistor e microchip

• Circuiti integrati di ridottissime dimensioni che contengono milioni di transistor

Appropriatamente collegati formano i circuiti di base e le memorie

Dispositivo allo stato solido formati da semiconduttori. Il loro ruolo è di amplificatori di segnali elettrici od interruttori elettronici.

Macchina di Von Neumann

• Microprocessore -> elaborazione di dati pescati dalla RAM;
• Memoria centrale RAM -> memorizzazione dei prog. in esecuzione;
• Periferiche di I/O: componenti che rendono possibile la comunicazione tra macchina e uomo.

Bus di sistema: sistema di connessioni elettroniche lungo le quali viene trasferita l'informazione

[Diagramma: CPU, RAM, I/O connessi tramite BUS]

CPU

È costituita

• Unità di controllo -> interpretazione dei comandi provenienti dalle unità periferiche e dalla RAM.
• ALU
• Clock -> la sua velocità indica la velocità con cui si susseguono le registri quattro fasi che costituiscono il ciclo macchina.

• Acquisizione
• Decodifica
• Elaborazione
• E & R memorizzazione

Elementi di memorizzazione

si classificano in base al fenomeno fisico responsabile del processo di memorizzazione.

• ottica
• magnetica
• semiconduttore

Sistema gerarchico di memoria (degli elaboratori)

Estensioni alla Macchina di Von Neumann - formulata 50 anni fa.

Limite:

• stretta sequenzialità con cui vengono eseguite le operazioni.

Bisogno di alcune estensioni:

1. Uso di processori dedicati (matematici, grafici → GPU);
2. Parallelismo a livello di istruzione (pipelining) a livello di processore (dotare il sistema di + processori).
3. Altri tipi di memoria (memoria cache).

Memoria temporanea utilizzata per migliorare il trasferimento dei dati tra la me. cenrtale e il processo.

Come "creare una memoria cache":

1°: una parte di memoria primaria può simulare la memoria cache, dunque viene "apparata" dal resto della rom, ed utilizzata per memorizzare solo piccole parti di programmi e istruzioni.

2°: memorie buffer: sono poste tra processore e periferiche (esempio classico: CPU _buffer printer).

Memorie di Massa

Vantaggio: esse possono essere sfruttate solo in maniera indiretta dal processore

Perché?

L'unica memoria con cui il processore risulta collegato è la centrale.

(RAM, HDD o SSD)

Come si differenziano tra loro i vari tipi di memoria?

• Quantità di dato memorizzabile
• di concorrenza
• Velocità e Prezzo.

Memorie Flash: non volatili, semiconduttore.

• NAND Flash
• Non Flash

HDD:

Scrittura: Magnetizzazione della superficie sottostante alla testina (attraverso commente ① o ⓪ passante testina) ed allineamenti particelle magnetiche verso sX o dX (a seconda della commente).

Lettura: Induzione di commente ① o ⓪ attraverso la testina, ciò permette, quando essa si muove, di rileggerli bit precedentemente memorizzati.

Capacità di memorizzazione: vincolata da densità di registrazione:

• Lineare
• di Area

Vincolata da diffic. di lettix diametro magnetico su