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Introduzione all’Informatica

Davide Di Ruscio

Alfonso Pierantonio

Dipartimento di Informatica

Dipartimento di Informatica

Università degli Studi dell’Aquila

Università degli Studi dell’Aquila

alfonso@di.univaq.it

diruscio@di.univaq.it

Lezione 2 .

Sommario 2

2

» »

Introduzione al corso Applicativi software

− Scrittura di documenti testuali

» Introduzione all’Informatica − Fogli di calcolo

− cos’è l’informatica − Produzione di Slides

− problemi, algoritmi, programmi e

calcolatore − Applicazioni su Internet

− applicazioni dell’informatica − Ipertesti, Multimedia, Ipermedia

» Architettura del calcolatore

− processore, memoria centrale, memoria di

massa, memoria cache, periferiche

» Reti di calcolatori

− La comunicazione dei dati

− le reti locali

− le reti geografiche

− Internet ed i suoi servizi

− Motori di ricerca

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Testo di riferimento 3

3

Ceri, Mandrioli, Sbattella

Informatica Arte e Mestiere

McGraw Hill

Materiale fornito dal docente

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Lucidi delle lezioni 4

4

I lucidi delle lezioni sono basati su del materiale del Prof.

Flammini Michele, Dott. Fabrizio Costa, e Dott. Patrizio

Pelliccione

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Contatti 5

5

Home page del docente:

www.di.univaq.it/diruscio/

Email:

diruscio@di.univaq.it

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Attività di un computer 6

6

INPUT OUTPUT

COMPUTER Dati in

Dati in uscita

elaborazione

ingresso

Input è sinonimo di ingresso delle informazioni acquisite

dall’elaboratore

Output è sinonimo di uscita delle informazioni fornite

dall’elaboratore

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Hardware: la macchina di Von Neumann 7

7

Collegamento

Bus di sistema

Unità di Memoria Interfaccia Interfaccia

Elaborazione Centrale Periferica P Periferica P

1 2

(CPU) (MM) Memoria di massa,

7

Esecuzione istruzioni Memoria di lavoro

Introduzione all’Informatica stampante, terminale…

Dott. Davide Di Ruscio

C.P.U. 8

8

» Central Processing Unit o Unità di Elaborazione Centrale è il cervello

dell’elaboratore, in quanto coordina e gestisce tutti i vari dispositivi

hardware per acquisire, interpretare ed eseguire le istruzioni dei

programmi

» Al suo interno è composta da:

C.U. (Unità di Controllo)

− : si occupa dell’interpretazione e della esecuzione

delle istruzioni

A.L.U. (Unità Logico-Aritmetica):

− svolge le operazioni logiche ed aritmetiche

REGISTRI:

− dispositivi elettronici capaci di memorizzare sequenze di bit

fungendo da piccole memorie interne alla C.P.U.

CLOCK:

− scandisce gli intervalli di tempo in cui agiscono in modo sincrono i

> dispositivi interni alla C.P.U.

determina la velocità della C.P.U., espressa come frequenza o numero di

> intervalli scanditi nell’unità di tempo (es., 512MHz, 1GHz, …)

» Alcuni esempi di CPU: Intel Centrino, AMD Turion, etc… 8

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Memoria Centrale 9

9

» Comunemente nota anche come RAM (Random Access Memory)

» In essa transitano le istruzioni (in linguaggio macchina) che

devono essere eseguite ed i dati su cui operano

» Ha la caratteristica di essere

volatile:

− il suo contenuto viene perso quando viene spento l’elaboratore

veloce

− (ordine dei nanosecondi, ossia 10-9 secondi)

costosa

− di dimensioni medio-piccole,

− tipicamente centinaia di megabyte (es.

512Mb) o qualche gigabyte 9

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Memoria di Massa 1

10 0

» Anche se è una componente fondamentale, non fa parte della

macchina di Von Neumann in senso stretto

» È costituita dai dischi rigidi, nastri, CD e DVD ROM, …

» Rispetto alla memoria centrale ha la caratteristica di essere

non volatile

− lenta

− (per hard disk ordine dei millisecondi, ossia

10-3 secondi)

economica

− di grandi dimensioni

− (per hard disk centinaia di gigabyte)

10

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Capacità di memoria 1

11 1

» Le informazioni contenute nella memoria di un elaboratore sono

tradotte in una successione di 0 e 1 ( Bit)

» Un insieme di 8 bit è il byte

» I multipli del byte, con cui viene misurata la quantità di memoria

di un computer sono

− chilobyte (KB)

− megabyte (MB)

− gigabyte (GB)

» Le memorie RAM sono dell’ordine dei MB

» La capacità degli hard disk sono dell’ordine dei GB

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Dott. Davide Di Ruscio

La scala della memorizzazione dei dati 1

12 2

GigaByte (1 Miliardo di byte)

MegaByte (1 Milione di byte)

KiloByte ( 1024 byte)

BYTE (8 bit)

BIT

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Dott. Davide Di Ruscio

Unità di I/O 1

13 3

» Consentono la comunicazione dell’elaboratore con l’esterno ed

in particolare la lettura di dati in input e la restituzione dei

risultati delle elaborazioni in output.

» Ne fanno parte terminali (tastiera e schermo), mouse,

stampanti, scanner, … 13

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Bus di sistema 1

14 4

» Consente la comunicazione tra le varie componenti

» Si suddivide in

Bus dati:

− per la trasmissione di dati

Bus indirizzi:

− per la trasmissione di indirizzi di memoria centrale

Bus di controllo:

− per la trasmissione di comandi alle varie unità e di

informazioni di controllo 14

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Estensioni della macchina hardware base 1

15 5

» Per aumentare le prestazioni e l’affidabilità.

» Due dimensioni di crescita fondamentali:

− potenziamento e replicazione componenti (sistemi paralleli)

− collegamento in rete (sistemi distribuiti) 15

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Potenziamento e replicazione componenti (1/3) 1

16 6

» Rispetto alla CPU:

Pipeline:

− estensione della struttura interna della CPU in modo da

eseguire in parallelo le varie fasi connesse all’acquisizione,

interpretazione ed esecuzione delle istruzioni. Ciascuna di queste fasi è

affidata ad un dispositivo specifico

Co-processori:

− processori dedicati cui delegare particolari funzionalità

della CPU da svolgere efficientemente ed in parallelo, quali

input/output (canali indipendenti)

> esecuzione calcoli numerici

> elaborazioni grafiche

>

Parallelismo:

− replicazione CPU per poter eseguire più istruzioni in

parallelo 16

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Potenziamento e replicazione componenti (2/3) 1

17 7

» Rispetto alla memoria centrale

Gerarchie di memorie:

− memorie cache multilivello, con elevata velocità

di lettura e scrittura, dove vengono trasferite temporaneamente le

informazioni di uso più comune o più recente da parte dell’unità centrale

» Rispetto alla memoria di massa

Replicazione hard disk

− (tecnologia RAID-Redundant Array of Inexpensive

Disks) per

RAID-0: i dati vegono suddivisi su più dischi (striping) per aumentare

> la velocità di accesso

RAID-1: i dati vengono scritti contemporaneamente su più dischi per

> aumentare l’affidabilità o la tolleranza ai guasti

RAID-5: per velocità e affidabilità (striping e mirroring)

> …

>

» …. 17

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Potenziamento e replicazione componenti (3/3) 1

18 8

» Rispetto a questa dimensione di crescita troviamo in ordine di

prestazioni

Personal Computer:

− dedicati ad un singolo utente

Workstation:

− con capacità di calcolo e grafiche potenziate per

permettere un utilizzo professionale

Mini Calcolatori:

− capaci di servire contemporaneamente anche decine di

utenti collegati tramite terminale

MAIN-FRAME:

− Capaci di servire centinaia di utenti

> Con molte CPU e grandi memorie di massa

> adatti ad applicazioni gestionali

>

Super Calcolatori

− altamente paralleli (anche migliaia di CPU)

> adatti per applicazioni a bassa sequenzialità, tipo numeriche e

> vettoriali 18

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Rete di computer 1

19 9

» Una rete di computer è un insieme di computer che possono

scambiarsi informazioni attraverso un canale trasmissivo.

» La rete informatica permette di mettere in comune risorse,

rendendo possibile la collaborazione a distanza per la

realizzazione di un progetto.

» Ad esempio la rete globale Internet ha reso possibile mettere in

comune le informazioni residenti su tutti i computer del mondo

collegati in rete.

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Tipi di reti 2

20 0

» LAN (Local Area Network): rete su area locale.

− Si tratta di piccole reti di computer estese su aree ridotte come una

stanza o al massimo un edificio.

− Una LAN si ha in una piccola azienda o, comunque, laddove le

informazioni rimangono all'interno dell'azienda.

» MAN (Metropolitan Area Network): rete su area metropolitana.

− Si appoggia a reti pubbliche, quale quella telefonica.

− Tale rete raggiunge tutti gli edifici e quindi può collegare reti locali (LAN).

» WAN (Wide Area Network): reti su grande area geografica.

− Esse connettono LAN e MAN. Tale rete fa uso di tutti i mezzi trasmissivi

(satellite, fibra ottica, ecc.).

− Internet è la WAN per eccellenza.

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio 2

21 1

Rete locale ad anello 21

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio 2

22 2

Dummy Dummy

load load

Rete locale a BUS 22

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Dott. Davide Di Ruscio

Reti Client-Server 2

23 3

» Il Server contiene le risorse hardware e software da condividere.

» Client sono i fruitori dei servizi messi a disposizione dal server.

23

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Dott. Davide Di Ruscio Client Client 2

24 4

Client

Client H

U

Client B Server

Client Client Rete Client - Server

di tipo a stella 24

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Dott. Davide Di Ruscio

Internet 2

25 5

» Internet (la rete delle reti) nacque per scopi militari negli USA

ARPANET

intorno agli anni ’60, e in origine si chiamava

» Nel tempo si è trasformata rapidamente nella più praticata via

d'informazione oggi presente.

» Internet

Dal punto di vista strettamente tecnico, è una rete

telematica che collega milioni di computer in tutto il mondo.

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Internet è simile a …. 2

26 6

» una rete telefonica nata per far comunicare fra loro dei

computer

» ma dietro gli schermi e le tastiere dei computer collegati ad

Internet ci sono delle persone ….

» …. ed è questo che rende il tutto più interessante

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Internet è… 2

27 7

» una rete di persone collegate attraverso i computer

» una risorsa informativa e un luogo di interazione culturale,

sociale, economica

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Internet come risorsa informativa 2

28 8

» Uno strumento per accedere a banche dati o a pochi siti

fortemente strutturati ('depositi' di informazione

ragionevolmente ordinata e organizzata) come:

− il catalogo di una biblioteca

− l'archivio di articoli di un giornale

− una raccolta di dati di borsa

» un canale per raggiungere la (spesso singola) risorsa informativa

di loro interesse

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio

Ma internet è molto di più … 2

29 9

» Accanto all'informazione 'organizzata' Internet offre una

ricchezza enorme - anche se di più difficile fruizione - di

informazione occasionale, non organizzata, dispersa

» La vera rivoluzione di Internet consiste nel fatto che …

chiunque può mettere informazione in rete

Introduzione all’Informatica

Dott. Davide Di Ruscio


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AUTORE

Atreyu

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+1 anno fa


DESCRIZIONE DISPENSA

Il corso tenuto dal prof. Davide Di Ruscio si interessa di esporre alcuni fondamentali argomenti di introduzione all'informatica, tra i quali:
- Architettura del calcolatore
- processore, memoria centrale, memoria di massa, memoria cache, periferiche
- Reti di calcolatori
- La comunicazione dei dati
- le reti locali
- le reti geografiche
- Internet ed i suoi servizi
- Motori di ricerca


DETTAGLI
Esame: Informatica
Corso di laurea: Corso di laurea in biotecnologie
SSD:
Università: L'Aquila - Univaq
A.A.: 2011-2012

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher Atreyu di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Informatica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università L'Aquila - Univaq o del prof Di Ruscio Davide.

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