Introduzione all'Hardware del Computer: Componenti, Funzionamento e Evoluzione, Dispense di Elementi di Informatica

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Corso Informatica di Base

Definizioni, Classificazioni e

componentistica Hardware

Alcune Definizioni

• INFORMATICA : scienza e tecnica che tratta l'elaborazione automatica dei dati e dei procedimenti di calcolo
• CALCOLATORE O ELABORATORE ELETTRONICO: macchina elettronica in grado di manipolare automaticamente informazioni, eseguendo operazioni su dati forniti in ingresso (input), per ottenere dei risultati emessi come dati in uscita (output)
• PROGRAMMA: insieme di istruzioni che possono essere eseguite da un elaboratore elettronico.
• PROGRAMMATORE: Si occupa di realizzare operativamente le applicazioni, scrivendo le istruzioni sotto forma di linee di codice basate su specifici linguaggi di programmazione.

Alcune Definizioni

Firmware: Software registrato in una memoria particolare del computer, o di una periferica, e che comprende le istruzioni basilari per la "vita" della stessa. L'esempio più noto è il BIOS, che il computer esegue al proprio avvio.

Alcune Definizioni

HARDWARE: Dall'inglese hard (solido) e ware (componente) Tutto ciò che in un computer si riconosce fisicamente e quindi tutte le periferiche, le parti elettriche, meccaniche, elettroniche ed ottiche. Hardware interno dell ’ elaboratore

• Unità centrale di elaborazione (CPU)
• Memoria
• Disco Fisso (HD)
• Scheda madre Hardware esterno dell ’ elaboratore
• Tastiera
• Mouse
• Monitor
• Stampante

Alcune Definizioni

Multiutenza: Modalità in base alla quale più utenti collegati possono contemporaneamente contendersi l’uso delle risorse del sistema

Struttura di un calcolatore

Un calcolatore digitale è un sistema composto da processori, memorie e dispositivi di input/output (I/O) collegati tra loro.

TIPI DI ELABORATORI

Gli elaboratori si differenziano in base alla velocità di elaborazione , alla capacità di memoria , alla tipologia dei processori , al costo e agli impieghi tipici

• Supercomputer
• Mainframe
• Minicomputer
• Workstation
• Personal Pc

TIPI DI ELABORATORI

SUPERCALCOLATORI: elaboratori progettati per ottenere potenze di calcolo estremamente elevate , dedicati ad eseguire calcoli particolarmente onerosi. Sono dotati di più unita centrali e si basano su particolari architetture parallele. Trovano utilizzo nei campi della meteorologia, della fisica della chimica e militare

TIPI DI ELABORATORI

MINICOMPUTER

• elaboratore strutturalmente analogo al mainframe. È composto da un computer centrale con terminali e dispositivi collegati tra loro. Differisce dal mainframe, nella potenza di calcolo, nel numero di processori e nella capacità di memoria.
• Utilizzato dalle piccole e medie imprese

TIPI DI ELABORATORI

NETWORK COMPUTER

• Sviluppato per essere utilizzato esclusivamente in congiunzione con una connessione a una rete telematica.
• Elaboratore che funziona in simbiosi con un elaboratore centrale, detto server, da cui preleva le applicazioni.
• Le applicazioni, contenute in un unico cervello centrale, vengono sempre eseguite sui computer locali.
• I terminali locali possono anche non avere capacità autonome di elaborazione e sono spesso costituiti solamente da una tastiera e uno schermo.

La CPU

L'unità centrale di elaborazione (CPU) è costituita dal microprocessore, l'elemento che caratterizza le prestazioni dell'intero PC. Il suo scopo è quello di eseguire i programmi e gestire gli altri componenti del computer. Il microprocessore è un componente integrato di transistor e di altri elementi atti a costituire i circuiti logici che presiedono al funzionamento dell'intero elaboratore.

Organizzazione di un Processore

Un processore, CPU, esegue una sequenza di istruzioni (programma) prelevate da una memoria. La memoria è esterna alla CPU. La sequenza di operazioni per elaborare una singola istruzione prende il nome di instruction cycle.

Componenti della Cpu

ALU

• Svolge le operazioni aritmetiche, logiche Registri
• Più veloci della memoria principale
• registro contatore (PC = program counter)
• registro accumulatore (A)
• registro istruzione (IR)
• Un registro è in grado di contenere un numero di bit diverso a seconda del tipo di CPU.
• Registri a 8, 16, 32, 64 bit Unità di controllo (Control Unit)
• Esegue le istruzioni secondo il ciclo: prelievo, decodifica, esecuzione (fetch, decode, execute)

Registri

Il registro più importante è il Program Counter (PC) che indica la prossima istruzione da eseguire. L’Instruction Register (IR) è il registro che memorizza l’istruzione che si sta per eseguire.