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LETTURA E SCRITTURA IN MEMORIA

Per permettere l’esecuzione di queste operazioni il processore e la memoria principale

devono comunicare, questo avviene attraverso tre registri:

1. registro RIM (reg. indirizzi in memoria): il processore può

specificare l’indirizzo della cella su cui vuole operare

2. registro RDM(reg. dati in memoria): contiene l’informazione letta

dalla memoria o quella che deve essere scritta nella memoria

3. registro RC(reg. di controllo): il processore specifica l’operazione

che deve essere eseguita e che, al termine dell’operazione, viene utilizzato per segnalare

eventuali errori che possono essere avvenuti.

CICLO DI CLOCK

1. si legge dalla memoria principale l’istruzione che si trova all’indirizzo

indicato dal registro PC

2. l’istruzione viene scritta all’interno del registro RI

3. si modifica il valore del PC aumentandolo di 1

4. la UC decodifica l’istruzione e individua la sequenza di azioni che

devono essere svolte all’interno del processore

5. si eseguono le azioni specificate dall’istruzione e cioè:

a. in presenza di istruzioni di lettura dalla memoria la UC attiva

meccanismi di lettura

i. scrive l’indirizzo della cella da leggere nel registro RIM

ii. scrive il codice dell’operazione “load” nel registro RC

iii. il contenuto della cella da leggere viene scritto ne registro

RDM b. in presenza di istruzioni di scrittura dalla memoria la UC attiva

meccanismi di scrittura

i. scrive l’indirizzo della cella in cui si vuole scrivere nel registro

RIM ii. scrive l’informazione che de essere scritta nel registro RDM

iii. scrive il codice dell’operazione “store” nel registro RC

c. in presenza di istruzioni aritmetico-logiche dalla memoria la

UC attiva meccanismi di operazioni matematiche. 9

d. in presenza di salto si modifica il valore del registro PC

scrivendo l’indirizzo dell’istruzione cui si deve saltare.

MEMORIA CACHE

Per evitare di operare frequentemente sulla memoria principale vi è un ulteriore

livello d memoria intermedio tra i registri e la memoria principale; ha dimensioni abbastanza

ridotte ( 256/512 KB) e accesso molto veloce.

In alcuni casi tale memoria negli elaboratori è di tipo associativo ossia si basa su una

tecnica di accesso alle informazione diversa, infatti la memoria mantiene un legame tra il nome

dell’informazione desiderata e la cella in cui l’informazione è contenuta e grazie a ciò s può

accedere immediatamente alla cella una volta noto il nome dell’informazione.

Viene usata dal s.o. per mantenere i dati di uso molto frequente e i dati di sistema

riguardanti le tabelle di gestione.

Può essere:

• interna (L1): realizzata all’interno della CPU

• esterna (L2): situata sulla scheda madre più lenta ma espandibile.

TIPI DI PROCESSORI

Sono due grandi famiglie:

1. Processori CISC:il loro linguaggio macchina è formato da un numero

elevato di istruzioni anche complesse. La necessità è quella di rendere il linguaggio

macchina non troppo complicato e non troppo lontano dai linguaggio ad alto livello usabili

dagli utenti. Ogni istruzione richiede più tempo per essere decodificata ed eseguita tanto che

alcune istruzioni richiedono più cicli di clock per essere completate. Quasi tutti gli

elaboratori classe personal usano processori tipo CISC.

2. Processori RISC:contiene un numero ridotto di istruzioni e per lo più

sono semplici, l’insieme di istruzioni macchina è ridotto al minimo e le istruzioni molto

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semplici vengono eseguite in un unico ciclo di clock. Il vantaggio è di avere elaboratori più

potenti e veloci.

MEMORIA SECONDARIA O DI MASSA

Più lenta e meno costosa con capacità di memorizzazione maggiore e in grado di

memorizzare i dati in forma permanente, tale memoria viene usata x mantenere tutti i programmi e

tutti i dati che possono essere usati sull’elaboratore. Tutte le informazioni vengono memorizzate

nella memoria secondaria detta di massa e quando si vuole usare un certo programma questo sarà

copiato dalla memoria di massa a quella principale e tale azione è detta caricamento di un

programma o di un insieme di dati in memoria principale e viene fatto dal sistema operativo. Poiché

questa memoria deve avere capacità di memorizzazione permanente si usano tecnologie basate sul

magnetismo A(dischi e nastri magnetici) o tecnologie basate su uso raggi laser B(dischi ottici)

A= sfrutta l’esistenza di sostanze che possono essere magnetizzate e il fatto che tale

magnetizzazione può avere due tipi di polarizzazione “positiva e negativa” tale magnetizzazione è

permanente fino a quando non viene modificata per effetto di un agente esterno ( i due tipi d

magnetizzazione corrispondono ai due tipi di unità di informazione bit )

B= uso raggio laser è un raggio luminoso focalizzato che può essere emesso in fasci

di dimensioni molto ridotte, viene riflesso in modo diverso da superfici diverse e si può pensare di

usare delle superfici con dei piccolissimi forellini (ogni unità di superficie può essere forata o non

forata. L’informazione sull’unità di superficie può essere letta guardando la riflessione del raggio

laser proiettato sulla superficie stessa, poiché il raggio può essere estremamente piccolo la scrittura

di un disco ottico comporta operazioni di modifica fisica e per tale motivo la maggiore parte di

unità di memoria secondaria basate sui dischi ottici di sola lettura possono essere lette ma non

scritte. Tornando a parlare della memoria secondaria i supporti sono più lenti e i tempi di

accesso per leggere o scrivere informazioni su memoria secondaria sono più alti della memoria

principale, però ha capacità di memorizzazione molto maggiori della memoria principale (1GB)/

il processore non può usare direttamente la memoria di massa per l’elaborazione dei

dati, l’accesso può essere diretto solo con alcuni supporti mentre con altri è possibile solo quello

sequenziale. Le informazioni sono organizzate in blocchi di dimensioni più grandi di solito da 1

KB in su (i blocchi sono le minime unità di informazione indirizzabile e ogni operazione legge o

scrive un blocco = in questo modo si riducono le dimensioni degli indirizzi; è più conveniente

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leggere interi blocchi ad ogni operazione, un intero programma viene letto in poco tempo. Il blocco,

minima unità indirizzabile in un disco magnetico il cui indirizzo è dato da una coppia d numeri ke

rappre il num della traccia e il num del settore d’informazione che è letto/scritto in una singola

operazione è il record fisico (minima quantità d informazione indirizzabile in un supporto di

memoria d massa) le dimensioni dei record logici non corrispondono a quelle dei record fisici e il

rapporto tra tali dimensioni prende il nome di fattore d blocco .

Dischi magnetici

Sono i dispositivi di memoria secondaria più diffusi, sono supporti rigidi

(plastica o vinile) su cui è depositato del materiale magnetizzabile, nel corso dell’operazione

i dischi vengono mantenuti in rotazione a velocità costante e le informazioni sono lette e

scritte da testine / entrambi i lati del disco sono sfruttati x memorizzare le informazioni e i

dischi sono suddivisi in dischi a singola e a doppia faccia (single-side double-side) con

doppia faccia bisogna avere una testina di lettura su ognuno dei lati.

I dischi sono suddivisi in tracce concentriche e in settori (ogni settore è una

fetta di disco) i settori suddividono ogni traccia in porzioni di circonferenza dette blocchi

(record fisici).

La suddivisione della superficie di un disco in tracce e settori è detta

formattazione (il numero di tracce, la loro distanza e la dimensione dei settori dipendono

dal sistema operativo che si usa); le dimensioni dei blocchi sono variabili vanno da 512byte

a 4KB ( la densità con cui le info sono memorizzate è variabile le informazioni sono più

dense verso il centro del disco e meno verso l’esterno – la parte centrale dei ischi non viene

usata, infatti i dischi sono bucati al centro e i settori sono generalmente separati tra loro da

fette lasciate vuote dette gap ( usati x lo spostamento della testina); la densità con cui

vengono scritte le info può variare da un disco all’altro / il blocco è la minima unità

indirizzabile in un disco magnetico e il suo indirizzo è dato da una coppia d numeri ke

rappre il num della traccia e il num del settore / i dischi magnetici consentono l’accesso

diretto xkè è polibile posizionare direttam la testina su qualunque blocco senza dover

leggere quelli precedenti / x operazio d let scrit su 1blocco è necessario ke la testina

raggiunga l’indirizzo desiderato / in realtà la testina è ferma ed è il disco ke s muove facendo

in modo ke essa s trovi d volta in volta su un settore diverso / il tempo d accesso alle info su

disco è dato dalla somma d 3tempi dovuti a spostam testina in senso radiale fino a

raggiungere la traccia desiderata (seek time) – attesa ke il settore desiderato s trovi a passare

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sotto la testina (velocità rotazione disco latency time) tempo d lettura vero info./// 2ruoli in

s.elaborazione=usati come supporto xla memorizzazione permanente dei programmi e dati /

vengono usati come supporto della mem pricip come x realizzare astrazione mem virtuale.

Dischi a testina: mobile con una sola testina ke s sposta radialmente da

1traccia all’altra xleggere info / fissa con tante testine qnte le sue tracce tutte ancorate ad un

unico braccio. Dischi magnetici:son1eccez a sopra, usano politike d scheduling ad hoc //

1disco è suddiviso in tracce e settori e ogni blocco è intersezione tra1traccia ed1setore->x

legg 1bloko la testina deve posizionarsi con 2tempi d attesa= seek (time usato x raggiung la

traccia desiderata) latency (time usato affinché nella rotazione il settore opportuno s trovi al

d sotto testina) // s usa la politica scheduling speciale detta sector queueing (le rikieste d op

d lett scrit nn son inserite in1unica coda ma in1coda x ogni settore mentre disco gira s

seleziona op del prox settore ) e s usa la politica SCAN (servire la rikiesta ke è su

traccia+vicina alla testina spostarsi meno).

Floppy:disketti flessibili sono supporti rimovibili / elaboratore ha una unità d

lettura-scrittura detta drive nel quale utente può inserire i disketti / son in materiale plastico

ricoperti da piccolo stato d sostanza magnetizzabile / le unità mantengono i diski in

rotazione solo nel mom n cui s effettuamno le operazioni e la velocità d rotazione è molto

+bassa d quella dei diski rigidi / i tempi d accesso sono+alti d quelli dei diski rigidi e

arrivano fino a una decina d millisecondi / 2 tipi = dischi da 3.5” memoria variabile dai

500KB ai 2-4MB(uso anke nn info) = dischi da 5.25” involucro cartone da 360 KB a

1.4MB. Hard disk:dei dischi usati come supporto d memo secondaria fisso all’interno

elaboratore / racchiusi in contenitori sigillati in modo da evitare contatti con la polvere / le

testine nn toccano direttam i dischi ma son tenute a piccolissima distanza da1getto costante

d aria purissima (cuscino d’aria) / i dischi rigidi han capacità d memo elevata da 100MB

+GB / delle volte il disco rigido è fatto da+ diski ke ruotano intorno ad1unico asse e si parla

di disk pack. Dischi ottici:quasi tutte le unità x d.o. consentono solamente operazione d

lettura / qndo le unità consentono la scrittura i d.o. possono essere scritti una sola volta xkè

le modifiche fisiche sono irreversibili / CD-R.O.M. read only memory (memorie a sola

lettura) CD-W.O.R. write once read many (scrivi una volta leggi tante – x dischi singola

scrittura) / usati x la distribuzione dei programmi – come archivi d info nn modificate /

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capacità memoriz superiore ai diski magnetici xkè han magg densità d memorizzazione /

dimensioni dai 500MB in su fino a 1 o + GB / hanno costo inferiore +affidabili difficili da

rovinare / sono mantenuti in rotazione a velocità lineare costante angolare maggiore qndo

devono leggere info contenute nella parte esterna disco / 2tipi= dischi con una sola traccia a

spirale (info memorizzate in modo lineare dall’esterno del disco ma rende possibile solo

accesso sequenziale alle info – Cd musicali o immagini) = dischi con tracce concentriche

info è organizzata in tracce concentriche e settori ovè possibile accesso diretto a info.

Nastri magnetici:supporto d memorizzazione meno sofisticato usato

all’interno degli elaboratori / nastri coperti da sostanza magnetizzabile in cui info è

memorizzata in piste longitudinali / il nastro è suddiviso longitudinalmente in parti uguali

ognuna delle quali memorizza 1byte / info è organizzata in modo sequenziale i nastri

consentono solo qsto tipo d accesso / hanno costi bassi molto affidabili / memoriz big entità

info ma lenti usati come unità x il salvataggio d copie delle info mantenute in altri supporti =

backup delle info (info recuperabili).

Dispositivi input/output:periferiche fan realizzare interazione tra uomo e makina /

caratteristiche = funzione primaria è d consentire immissione dei dati all’interno elaboratore(input)

o uscita dati (output) / han limitata autonomia rispetto al processore centrale ( i dispositivi sono

schiavi del processore centrale xkè loro attività deve exere gestita controllata coordinata dal

processore e dal sistema operativo / alcuni dispositivi sono stupidi nn sono in grado d effettuare

elaborazione dati in input o output (terminale video o tastiera ke trasmettono )/ altri sono

+intelligenti xkè dotati d processore specializzato e memoria (stampanti sofisticate con memoria

privata ) / operano in modo asincrono rispetto processore è necessaria la sincronizzazione tra i

dispositivi e processore stesso / un dispositivo input deve avvertire il processore qndo un dato d

input è disponibile – un dispositivo di output deve avvertire il processore qndo ha terminato d

produrre dei dati in uscita / i dispositivi ke hanno terminato operazione inviano al processore un

segnale hardware detto interrupt x risiedere attenzione processore stesso / sono collegati al

processore centrale attraverso bus ove viene inserito una componente hardware il controller ke

gestisce la comunicaz con il dispositivo / v sono i dispositivi a carattere in cui ad ogni operazione

viene prodotto in ingresso o uscita un singolo byte e v sono quelli a blocchi in cui ad ogni

operazione s gestisce un blocco d info. 14

Mouse:dispositivo d puntamento / freccia indica posizione sul video e spostamento è

comunicato al processore premendo uno dei pulsanti si genera un segnale in input / 2tipi=

meccanici con pallina x registrate / ottici spaciali tavolette emettono raggio luminoso / la trackball

una pallina ke può essere ruotata con il palmo della mano con pulsanti / penne luminose per puntare

lo skermo per spermi sensibili .

Microfono:permette d introdurre info sonore nell’elaboratore o d impartire ordini

mediante voce (output)

Micro –Mini Compiuter:elaboratori multi-utente interagiscono con elaboratore

mediante 1certo num d terminali video.

Mainframe: simili elabo mini ma sono molto + potenti e permettono d gestire molti

utenti contemporaneamente (bank).

Network personal computer:641nn possiede sostare locale ma accede ai programmi

attraverso la rete obbiettivo è poter realizzare elabo d costo molto ridottoxi quali nn sia necessario

comorare paketti software – ostacoli tecnici.

.

Plotter:dispositivi usati xla stampa d grafici e disegni output.

Personal Computer:elaboratori uso personale terminale video e stampante (IBM

Apple Macintosh).

Portatili:laptop notebook simili ai personal con dimensioni ridotte 2-3 kili video a

matrici attive o cristalli liquidi.

.

Stampanti:dispositivo output stampa su carta info / stampanti ad insiemi d simboli

fissi e predefiniti (orientate ai caratteri) producono solo1insieme d simboli predefinito con 1num

limitato d font dimensioni stili / stampanti a simboli variabili (alla grafica) qualunque tipo d

simbolo disegno / la velocità stampa è misurata in linee al minuto o in caratteri al secondo / la

risoluzione d stampa indica qnto è precisa la riproduzione dei simboli./ la qualità migliora

all’aumentare del num dei punti x unità d superficie / la misura della qualità d stampa è espressa in

punti per pollice (dots per inch D.P.I.) ossia dal numero d punti su una linea lunga un pollice./ tipi=

stampanti a margherita o a testina torante ( usano lo stesso principio makine da scrivere hanno

insieme d simboli predefinito / stampanti ad aghi (principio stampa = margherita ma il simbolo da

stampare viene costruito al momento della stampa – da 9 a 24 aghi ) / stampanti a getto d inchiostro

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DESCRIZIONE APPUNTO

Appunti di Informatica di base con analisi dei seguenti argomenti: l’hardware, il software, la proprietà fondamentale dell’elaboratore è il fatto di essere programmabile, il software di base, i vantaggi della struttura a cipolla, le funzioni del software di base, le componenti hardware degli elaboratori.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze dell'educazione
SSD:
Docente: Solitro Ugo
Università: Verona - Univr
A.A.: 2006-2007

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher melody_gio di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Informatica di base e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Verona - Univr o del prof Solitro Ugo.

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