Prima parte teorica esame abilità informatiche

Architettura di Von Neumann

Il unità di elaborazione (CPU) è divisa e sua volta in:

• Unità di controllo (CU), esegue le istruzioni dei programmi, comanda il funzionamento di tutti gli altri dispositivi della CPU, e controlla il fluxso di istruzioni tra le CPU e le memorie esterne.
• Unità operativa, nella quale uno dei sottosistemi più rilevanti è l’ALU (Arithmetic Logic Unit) l' unità aritmetica-logica effettua le operazioni aritmetiche e logiche di confronto tra dati precedentemente elaborati.

I registri costituiscono una memoria di lavoro che dall’ALU e dalla CU per facilitare le loro operazioni.

I parametri che descrivono la capacità elaborativa della CPU sono:

• Numero di transistors ma possono modificare in meglio le prestazioni della CPU e in grado di compiere una quantità di lavoro disponibile.
• Frequenza di clock, l’importo prefissato dalla CPU per eseguire le istruzioni, essa determina;.
• Numero di istruzioni al secondo, se il suo grado di riferimento. Attualmente l'unità di misura adottata e il HIPS corrispondere ad un milione di istruzioni al secondo.

Ogni CPU è in grado di riconoscere un insieme preciso di istruzioni dette, set di istruzioni che costtuisce il cosiddetto linguaggio macchina. Le istruzioni del linguaggio macchina sono molto semplice fa in modo l’elaborazione prende ordine dalle istruzioni da parte della CPU e detta ciclo macchina.

ARCHITETTURA DI VON NEUMANN

Il unità di elaborazione (CPU) è divisa a sua volta in...

• Unità di controllo (CU), esegue le istruzioni dei programmi, comando il funzionamento di tutte le altre dispositive della CPU e controlla il flujo di istruzione tra le CPU e la memoria centrale.

• Unità operativa, nella quale uno dei sottounità più rilevanti è il ALU (Arithmetic Logic Unit), l'unità aritmetica-logica effettua le operazioni aritmetiche e logiche di confronto di dati e conseguentemente l'aritmetica e logica.

I registri condividono la memoria, occupano sia di ALU sia CU per eseguire le loro operazioni.

I parametri che descrivono la capacità elaborativa della CPU sono:

• Numero di transistors nel processore, influisce il modo in cui possono elaborare le varie sezioni della CPU e in grado di completare le parti di tempo disponibile.
• Frequenza di clock L'imposizione dell CPU per leggere un'istruzione, quando elevata...
• Numero di istruzioni al secondo che si è in grado di eseguirle. Attualmente l'unità di misure adottate il MIPS, corrisponde ad un milione di istruzioni al secondo.

Ogni CPU è in grado di conoscere, per un numero preciso di istruzioni dette, il set di istruzioni che costituisce il cosiddetto linguaggio macchina. Le istruzioni del linguaggio macchina sono molto semplici. L'elaborazione di ogni serie di istruzioni da parte della CPU è detto ciclo macchina.

ed è descritta dai seguenti passi:

• CARICAMENTO, la CU preleva dalla memoria centrale le prossime istruzioni da eseguire;
• DECODIFICA, la CU interpreta l’istruzioni da eseguire e trasferisce i dati necessari per l’esecuzione dallo memoria centrale nell’ALU;
• ESECUZIONE, l’ALU esegue l’elaborazione dei dati;
• MEMORIZZAZIONE, i risultati dell’elaborazione vengano memorizzati nella memoria centrale con un registro delle ALU.

Il modello delle macchina di von Neumann, anche se ha ormai più di 60 anni di età, è tutt’ora adottato dalle maggior parte dei calcolatori, ma principalmente l’inefficienza che tutte le operazioni vengono eseguite

Giuste in stretto sequenza determinata dell’unità di elaborazione (CPU). Per questo motivo modelli evolutivi di questa architettura prevedono di introdurre varie forme di parallelismo, cioè di esecuzione contemporanea delle distinte elaborazione.

CODIFICA

L'operazione di codifica è il processo che ci permette tramite una regola di corrispondenza per passare da un alfabeto ad un altro a rappresentare lo stesso dato in un linguaggio ad esso noto. La codifica di un messaggio consiste in una corrispondenza biunivoca tra i simboli di un dato alfabeto A (alfabeto sorgente) con simboli di un altro alfabeto B (alfabeto del codice). La cardinalità di un alfabeto è rappresentato dal numero di simboli dell'insieme.

Allo stesso insieme codificato è un simbolo di A in due simboli di B ma si possono codificare con m simboli i simboli appartenenti ad B, con m bit possono apparire tante 2^m radici dist avere.

ESEMPIO: con 1 bit si possono rappresentare da 2 volumi {0, 1}, con 2 bit si possono rappresentare sole 4 vol. con {00, 01, 10, 11} etc.

RIDONDANZA

Una codifica è detta ridondante se utilizza più ^bit del necessario.

d = Cardinalità

• Se d < 2^m cioè le cardinalità è minore rispetto al numero complesso di volumi possible rappresentivo, la codifica si dice RIDONDANTE.
• Se d = 2^m cioè le cardinalità il suguale al numero complessivo di volumi che posso rappresenta) la codifica si dice NON RIDONDANTE.

La ridondanza nella codifica può essere utile a rilevane e corrigere l'errori nella trasmissione dei sottoposti di un doppio alfabeto su ad un altro è da un canale di transmissione ad un altro.

Somma e Riporto

Se sommo binaria il fatto che stanno a significare delle somme fra due numeri decimali allo stesso tempo di numeri (0,1) in colonna si sommano le cifre partendo dalla prima a destra e tenendo conto di eventuali riporti.

Regole

• 0 + 0 = 0.
• 0 + 1 = 1.
• 1 + 0 = 1.
• 1 + 1 = 0 Riporto 1

Esempio

Overflow

Il computer ha una memoria finita e quindi è possibile rappresentare solo un num. limit. di possibili valori. Con M bit è quindi solo rappresentabile in 2^M (ma funzioni di/delle lunghezza delle parole macchina). Le parole macchina. Le sue lunghezze: fint. da 16 bit (di solito 32 o 64 bit).

Ricorda: n bit vanno da zero. Preso anche lo zero, perciò:

Esempio:

• 2 bit va da 0 a 3 nel 4 NO.

Quando la rappresentazione di un numero supera il numero di bit di cui è composta la parola macchina si ha un errore di overflow. Dunque il risultato reale dell'operazione aritmetica è più grande dei bit a disposizione.

LA MEMORIA

Come abbiamo già visto esistono vari tipi di memorie (es. memoria centrale, memoria secondaria ecc.) che vengono differenziate per:

• Modalità di accesso, sequenziale o casuale;
• Parametri caratteristici, capacità e tempo di accesso;
• Capacità di conservare informazioni in mancanza di alimentazione, volatili o non volatili.

RAM (RANDOM ACCESS MEMORY)

La RAM è il dispositivo dove vengono montati programmi e le istruzioni da eseguire nel modo di accesso casuale, cioè la CPU può accedere direttamente ad ogni elemento della memoria dette locazioni e fornire così le stesse tutte, esso è una memoria volatile (il suo contenuto appare e non se ne accorge quando l'interruzione). Infatti, le memorie si misurano in multipli di byte (bit):

• 1 KILOBYTE (KB) = 10 byte;
• 1 MEGABYTE (MB) = 20 byte;
• 1 GIGABYTE (GB) = 30 byte;
• 1 TERABYTE (TB) = 40 byte.

Le dimensione sono RAM nel computer moderno vengono espresse in gigabyte.

LE MEMORIE DI MASSA (O SECONDARIE)

Le memorie di massa (o secondarie) servono per stoccaggio permanente di programmi e dati nella memoria della quantità non sono volatili e sono molto accesso se locazioni della RAM. La modalità di questo tipo di memoria può attraverso una capacità di immagazzinare utile (MB o GB) nel tempo accedere alle informazioni. E nella loro velocità di lettura e scrittura. In ogni me

SUPPORTO DI MEMORIZZAZIONE

DISPOSITIVO DI MEMORIZZAZIONE

• MEMORIE MAGNETICHE (hard disk, solid state disk)
• MEMORIE OTTICHE (CD-ROM, DVD)

HARD DISK

DVD

CD-ROM

FLOPPY DISK

CHIAVE USB

ALTRE MEMORIE

ROM (READ ONLY MEMORY): è una memoria a sola lettura non volatile ed è allo stato attuale predisposta direttamente dalla fabbrica. Vi sono però delle ROM che si possono modificare tramite interventi.

MEMORIA CACHE: è una memoria ad alta velocità per accellerare il funzionamento del computer. È molto costosa e di dimensioni molto piccole. Vi sono due livelli di cache:

• La cache di primo livello che il funzionamento della CPU ed la sua capacità raggiunge dai pochi KB;
• la cache di secondo livello che è esterna alla CPU e può raggiungere dimensioni di 1 MB.

IL BUS DI SISTEMA

Il bus è un insieme di collegamenti elettrici che permette la comunicazione tra tutti i componenti interni del computer. A mo di esempio, un computer ha due bus importanti oltre ad all'interno del pc esistono molti bus:

• BUS DI SISTEMA: dedicato al collegamento tra la RAM e la CPU.;
• BUS LOCALI: dedicati alle comunicazioni con le altre parti del computer. Esempio: bus locale per collegare la CPU al monitor, o ancora un bus locale per collegare la CPU con la stampante.

Le varie linee del bus vengono divise in tre categorie a secondo dell'informazione trasportata: bus dati: bus indirizzi e bus di controllo. Un bus effettivo è un'opzione di linee parallele, la segmenta chiede bus indirizzi, bus dati, poi bus controlli. Per effettuare una scrivere un'operazione di scrpttare la sequ

... di bus indirizzi, bus dati e bus di controllo; ... vengono detti linee in un bus on ... sono detti in parallelo

LE INTERFACCE PERIFERICHE

... interfacce sono appositi ... permettono di trasferimento da dati da ... CPU

... l'unità è considerata parte esterna.

... CPU ... ed è denominata periferica...

... i collegati alle unità ... periferiche sono disposte ...

• UNITÀ DI INPUT permette che le parole ... inseriti nel calcolatore ... essere elaborati ... dati;
• UNITÀ DI OUTPUT necessario affinché i dati ... elaborati possono essere restituiti all'operatore ...

LE PERIFERICHE DI INPUT

• LA TASTIERA: permette di ... i dati nel computer sotto forma di caratteri alfanumerici. ... sotto forma ... sotto forma di impulsi ... tastiera.
• IL MOUSE: è un ... di puntamento. .. un elemento visualizzato sulla ... pressione un pulsante che muove in ... dei movimenti del mouse in un punto ... desktop o mousepad.
• LO SCANNER: inserisce nel computer numerosi tipi di testi, ...
• IL MICROFONO: permette di inserire suoni ... inverso delle voci digitali. I ... possono aggiungere una tavolozza di suoni finita e discreta ... le ... che svolgono la funzione inversa delle ... analogiche;
• LA TELECAMERA: permette di inserire filmati ... nel computer;

Le Periferiche di Output

La stampante: il dispositivo che permette di ottenere dati provenienti dal computer come testo su un foglio di carta. Nel caso di immagini elabora le immagini sotto forma di punti. Una stampante di buona qualità converte dati binari in alta risoluzione di stampa.

• Stampanti Laser: sono molto abbinate all’uso casalingo e offrono una alta risoluzione e selec note anche costosa!
• Stampante a Inchiostro: l’utilizzazione cartuccia di cui potranno adotti i fatti di inchiostro, ne sono una buona rapporto qualità/prezzo e permette anche le stampe a colori e cartuccia fornisce un diverso numero di sussessi selec di stampa.
• Stampanti a Matrice di Punti

Il monitor: visualizza dati presenti nel computer sotto forma di immagine e costi trasformata. Gli immagine nel computer sono formate da PIXEL e comportati il frame con un secondo piatto. Ogni punto contiene 3 divisioni: fosfori colorati (rosso, verde, blu => rgb), a modo riesce a ottenesse 1.000.000 di colori, ma film immesso non infettato

• Casse Acustiche: trapassare nom del flusso fortito di titoli alla recette.

Il modem

Il modem permitte al computer di usare la linea telefonico per communisare con utenti sv partire inserci principali funziona sono:

• Modulazione: consistethè durante le trasmissioni e segnali insieme del computer da digital ad analogici.
• Demodulazione: consitethè a segnali rice