Concetti di base

Introduzione all'informatica

• Hardware: componenti fisiche, elettroniche e meccaniche del computer
• Software: programmi che consentono l'uso del computer
• Sistema operativo
• Software applicativo

• Software applicativo: Word, Access, Explorer
• Sistema operativo: Windows
• PC hardware

Consideriamo un antenato... il pallottoliere...

• Informazione: due numeri da addizionare
• Rappresentazione dell'informazione: i gruppi di sfere che rappresentano ciascun numero
• Elaborazione dell'informazione: manipolare i due gruppi di sfere in modo da avere un gruppo unico con il risultato finale corretto

• L'informazione è di natura estremamente più varia
• Dati di vario tipo (immagini, testo, suoni, video)
• Elaborazione sempre più complessa

numeri, suoni, testo, etc.)

• programmi per elaborare questi dati (come sommare due numeri, come impaginare correttamente un testo, etc)

Informatica Generale Maria De Marsico 3E nel computer di oggi…

• La rappresentazione però è uniforme : ogni cosa è rappresentata da una sequenza di zeri (0) e di uni (1), si usa ciò che si chiama una rappresentazione binaria

Informatica Generale Maria De MarsicoE nel computer di oggi…

• La parte (software) che realizza l’elaborazione è in grado di interpretare ed eseguire i passi richiesti da qualunque ‘ricetta’ (calcolatori ‘general purpose’)

Cosa si può fare …

• Per preparare il calcolatore ad un nuovo compito ‘basta’
• progettare una nuova ‘ricetta’ (algoritmo)
• rappresentare l’algoritmo in modo che sia comprensibile alla macchina (cioè fornire il programma che

realizzaquell'algoritmo)

chiedere alla macchina di decodificare (o compilare) il programma (cioè risalire dalla codifica ai passi di cui è composto) ed eseguirlo (cioè portare a termine i passi richiesti)

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Struttura di un calcolatore

Quasi tutti gli elaboratori moderni sono basati sulle funzionalità e sui principi teorici enunciati alla metà degli anni quaranta da matematico John Von Neumann, che costutuiscono l'architettura di Von Neumann:

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Struttura di un calcolatore

L'architettura di Von Neumann

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Struttura di un calcolatore

L'architettura di Von Neumann

Memoria Sottosistema

Processore (RAM, dischi, etc)

di Input/Output

(CPU)

Mantiene

Permette di comunicare

E' un esecutore capace

Dati e Programmi

dati e programmi alla

di interpretare i singoli passi

macchina e di ottenere i

richiesti

1. programmi risultati (tastiera, schermo(istruzioni elementari) mouse, stampante,…)
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3. Struttura di un calcolatore
• Bus degli indirizzi
• Sottosistema Memoria
• Processore di Input/Output
• Bus dei dati
4. La comunicazione fra i tre sottosistemi viene effettuata attraverso dispositivi fisici detti bus di interconnessione.
5. Attraverso i bus la CPU:
• legge\scrive dati e programmi in memoria
• trasferisce da\a la memoria al dispositivo di interfaccia
• recupera la prossima istruzione da eseguire (ciclo fetch-execute)
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7. Struttura di un calcolatore
• Clock
• sincronizza i componenti del computer
• un ciclo di esecuzione a ogni ciclo di clock
• un’istruzione è eseguita in più cicli
• frequenza: MHz (4.77, 100, 200, …) e ormai GHz
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9. Struttura di un calcolatore
• Bus degli indirizzi
• Sottosistema Processore
• Memoria di Input/Output
• Bus dei dati

Il concetto di Input/Output consente anche la comunicazione fra due calcolatori diversi (tramite porte di comunicazione che connettono a linea seriale, modem, ethernet via rame, fibra, wireless, ...).

Più realisticamente, le classi di elaboratori sono:

• personal: palmtop, laptop o notebook, desktop
• microcomputer, minicomputer: multiutenza
• workstation: utente singolo, elevate prestazioni (calcolo, grafica)
• mainframe: multiutenza; elaboratore "centrale" e terminali periferici
• supercalcolatore: elevata potenza di calcolo (calcolo scientifico, simulazioni)
• grid: rete di calcolatori per calcolo massivo distribuito

E i dati?

I dati sono organizzati in file, che sono unità logiche di memorizzazione. Un file è un insieme di informazioni su memoria di massa dotate di un nome e organizzate secondo un formato.