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IL CALCOLATORE
Il calcolatore è un sistema elettronico digitale programmabile.
È importante nella “New economy”. il primo calcolatore degli anni 40 pesava 30Tonnellate; il più potente invece si chiamava ENIAC ( electronical, numerical integrator and calculator)
Essendo un SISTEMA è l’insieme di molte parti che cooperano per memorizzare e manipolare l’informazione.
Studiare e conoscere l’architettura di questo sistema significa individuarne le varie parti, comprenderne il principio generale di funzionamento ed intuire come le singole parti interagiscono fra di loro.
Il primo documento che descrive una macchina elettronica nella cui memoria vengono registrati
dati e programmi è: John von Neumann.
Le linee di flusso, che collegano l’UCE con gli In e gli Out, indicano che il trasferimento dei dati avviene sotto la supervisione dell’UCE.
Programmabile : il comportamento del sistema dipende da un programma.
Sistema : le sue parti interagiscono tra di loro.
Elettronico : realizzato con componenti elettronici.
Digitale : riconosce e lavora su grandezze binarie, i cui valori sono indicati da 0 e 1
Vantaggi calcolatore:
-Rapido -Preciso -gestisce molti dati -riesce a integrare dati provenienti da più fonti.
- Memorizza i dati per molto tempo
Evoluzione del calcolatore:
-i componenti sono più piccoli
- i costi più bassi
- più facile da usare -più veloce e preciso
Limiti calcolatore:
-Non ha intelligenza autonoma e creatività.
- Ha difficoltà nel gestire problemi nuovi e lavori non ripetitivi. -Può avere guasti e perdere dati a causa dei virus.
IL COMPUTER
Un computer è una macchina programmabile in grado di eseguire operazioni in modo veloce, come:
In base alle funzioni che deve svolgere, il calcolatore si distingue per:
- capacità e velocità di elaborazione,
- memorizzazione delle banche dati,
- funzioni specializzate
- costi
- facilità d’uso
Si distinguono in:
È formato da un contenitore metallico chiamato “ case” che contiene le componenti elettronica che costituiscono il vero calcolatore. A seconda di questa esistono diversi formati:
Eseguire programmi: I programmi sono sequenze di istruzioni che il computer esegue per svolgere una certa attività.
interagire con dispositivi (schermo, tastiera, mouse.)
memorizzare dati : (numeri , parole, immagini, suoni…codificati con sequenze di numeri)
Supercomputer: sono molto potenti e sfruttano le tecnologie più moderne e costose per lavorare ad alta velocità. È utilizzato in ambiti aereo-spaziali, militare, aereonautico ecc.
Personal computer: è un piccolo sistema indipendente in termini di risorse e dedicato ad un unico utente. Una tipologia è il computer fisso, non facilmente trasportabile e collegato alla linea telefonica e internet.
Workstation: è un personal computer che riesce a elaborare, memorizzare, è più costoso di un personal computer standard.
Minicomputer : Decine di calcolatori che accedono al sistema informatico. Questo sistema si è trasformato in Server.
Mainframe: è un sistema molto grandi che gestisce molti computer grazie alla sua grande memoria e suoi processori. I computer che gestisce sono chiamati “ terminali stupidi” perché non hanno memoria propria. Vengono usati negli ospedali e aziende.
Tower : il case è disposto come una torre. È di notevole ingombro. Non è soggetto a surriscaldamento.
Desktop : il case è appoggiato in orizzontale e il monitor è posto sopra. Si surriscalda facilmente
Minitower : più larghi e più bassi. Sono difficilmente soggetti a surriscaldamento
Compatti : case integrato nel monitor.
1. IL PROCESSORE
È la componente principale di un computer, controlla e coordina diverse parti di questo; si occupa della gestione della memoria. Si compone di:
2. LE MEMORIE
La CPU ha bisogno di memoria esterna, di molta memoria esterna sulla quale conservare i dati di lavoro, le istruzioni dei programmi che sta eseguendo, e così via. La memoria utilizzata dalla CPU può essere di vari tipi:
Una memoria è un dispositivo capace di immagazzinare, conservare e restituire informazioni. Abbiamo una suddivisione delle memorie in due grandi blocchi:
Stiamo parlando di apparecchiature elettroniche, di componenti che distinguono solo due diversi stati fisici; Quindi apparecchiature che capiscono solo un linguaggio di due segnali: il linguaggio binario. Le memorie sono di tre tipi: Elettriche, magnetiche e ottiche. È possibile tradurre i numeri, i caratteri, le immagini, come sequenze di numeri binari. Il computer traduce
ALU (arithmetic logic unit): esegue le istruzioni di calcolo e confronto tra i dati.
Caratteristiche: -Dimensioni della cache -Velocità
Un processore è caratterizzato soprattutto dalla sua Velocità, la quale è data dalla frequenza di clock alla quale essa lavora.
Il clock è la cadenza interna del computer che configura una operazione elementare.
Un istruzione dice al computer come svolgere un operazione aritmetica, un operazione logica. Ogni processore ha un particolare insieme di istruzioni che è capace di eseguire. Sono espresse nel linguaggio macchina , che è interpretato dall’unità di controllo.
I REGISTRI : particolari memorie che contengono i dati e gli indirizzi delle istruzioni.
UC (unità di controllo): controlla le operazioni di ingresso e uscita dei dati. Acquisisce dati dalla memoria. Interpreta le istruzioni; Coordina la ALU. Trasferisce alla memoria centrale i dati elaborati dalla CPU.
memoria esterna alla piastra madre, sotto forma di dispositivi Di memoria di massa
memoria ‘a portata di mano’, disponibile sulla piastra madre
Memoria esterna : si trova su dispositivi posti fuori della scheda e ad esse collegati come: hard disk, chiavette usb, ecc. in un gradino superiore si trova la CACHE.
Memoria interna : posta sulla scheda madre. È formata da RAM E ROM.
queste sequenze di numeri binari nei rispettivi segnali elettrici/magnetici e in questo modo li memorizza.
Un'informazione può essere rappresentata con una successione di due simboli 0 e 1 detti BIT (unita elementare di informazione). Il passo successivo è il byte , che corrisponde a una ‘parola’ composta da otto bit. Con un Byte si possono rappresentare 256 valori, da 0 a 255.
MEMORIA DI LAVORO RAM E ROM
LA COMUNICAZIONE CPU-MEMORIA
- Per modificare una lettera il processore interagisce con l’hard disk
- La lettera viene caricata nella memoria RAM (a noi esce la clessidra)
- Si inizia a scrivere il testo , il processore esegue questo nella copia della lettera presente nella RAM.
- In fine chiudiamo word, salviamo e confermiamo. Il processore porta la lettera nell’hard disk.
Questi passaggi sono fondamentali a causa della velocità delle due memorie. L’hard disk è più lenta, mentre la RAM è veloce.
Kilobyte (KB) = 1.024 byte
- Megabyte(MB) = 1.048.576 byte
- Gigabyte (GB) = 1.073.741.824 byte
- Tera byte (TB) = 1.024 Giga byte
Avvio software del computerAttivazione hardwareVerifica HardwareSi Articola in 3 fasi:ROM
Letteralmente “memoria di sola lettura ”. Consente solo la lettura dei dati ma mantiene le informazioni anche quando si spegne il computer. Contiene le istruzioni in grado di identificare la CPU, la memoria installata, le caratteristiche dell'hardware presente e di caricare il sistema operativo dall'Hard Disk. Contiene principalmente il software che si occupa dell’avviamento (bootstrap) del computer: BIOS (Basic Input/Output System)
RAM
È la memoria “a breve termine”. Consente la lettura e la scrittura dei dati che vengono conservati sotto forma di potenziali elettrici, e se spegniamo la spina (o se va via la corrente) vanno persi (memori volatile)
È detta anche memoria principale. La grandezza della RAM viene misurata in Megabyte. Maggiore è la dimensione della RAM più grande è il numero di dati su cui la CPU può compiere le operazioni.
1. DISPOSITIVI
DI INGRESSO/USCITA
Sono esterne alla scheda madre , collegate attraverso opportuni connettori, chiamate porte di connessione. Ogni porta ha le caratteristiche adatte alla periferica che deve essere collegata. Sono:
DISPOSITIVI DI INGRESSO
DISPOSITIVI DI USCITA
Porta USB : molto veloce che permette di collegare tutti i dispositivi periferici, è una porta universale.
Porta parallela : più veloce, in quanto i dati viaggiano in parallelo; viene usata per stampanti, scanner. Queste sono state sostituite dalla…
Porta seriale : porte storiche del computer. Permette l’accesso di un singolo segnale alla volta; veniva usata per collegare mouse o tastiera. Adesso è stata rimpiazzata dalla…
Porte DVI E HDMI: Collegano un monitor digitale o un tv digitale.
Porta VGA: utilizzata per i monitor analogici
Porta firewire : creata dalla apple, simile alla USB, permette il trasferimento di una grande quantità di dati.
Porta di rete : Usata per collegare il computer alla rete.
Mouse wireless ; utilizzano i raggi infrarossi per trasmettere al pc le informazioni sulla posizione del cursore e sulla sua velocità. Mouse senza filo.
TastieraScanner, lettori di codici a barreMouseMouse ottici : ha un sensore ottico interno che registra le immagini della superfice su cui viene spostato il mouse. È più veloce e preciso.
Mouse tradizionali : vi è una sfera, che fa girare due rotelle. La direzione e velocità della rotazione è misurata da sensori a infrarossi e trasmessa al computer.
Microfono, macchina fotografica digitale, telecamera, telefono
PlotterLaser : elevata: produce grafici e disegni. qualità
A getto d’inchiostro: basso costo
Ad impatto : produzione di copie a ricalco
Stampante : produce documenti di testo e grafici. Possono essere:
A cristalli liquidi: immagine più nitida, non emette radiazioni elettromagnetiche, più costoso e delicato.
Monitor tradizionale : robusto, ingombrante, buon rapporto prestazione- prezzo.
Monitor : visualizza i risultati delle elaborazioni tramite caratteri e immagini. Caratteristiche: DIMENSIONE (misurata in pollici) RISOLUZIONE , frequenza di REFRESH
Altoparlanti, casse acusticheRegistratori di tessere magneticheDispositivi a microfilm
SOFTWARE
Programmi e dati che indicano al computer come svolgere un determinato compito.
Programma: sequenza di istruzioni, scritte secondo un determinato linguaggio, con le quali si fa eseguire ad un computer un compito prefissato.
Tipi di software:
SISTEMA OPERATIVO
Software di sistema che gestisce e controlla le risorse e le attività del computer. È il programma base per la gestione del PC, Indispensabile per tutti gli altri software, per il loro funzionamento.
Funzioni
E’ costituito dai seguenti programmi:
Software di base : necessario al funzionamento del Sistema Operativo
Software di rete : per la gestione di una rete telematica e per comunicare attraverso di essa.
Software applicativo : orientato alle esigenze dell’utenza
Esempi: Windows 10, macOS (APPLE) e Linuxcontrollare il flusso dei dati tra l’unità centrale e le periferiche
gestire e controllare le risorse e le attività del computer.
CARICAMENTO DEL SISITEMA OPERATIVO
- Appena viene acceso il computer parte la fase di bootstrap , Cioè la fase in cui viene avviato automaticamente un programma, detto firmware, contenuto nel BIOS
- Eseguite tutte le operazioni necessarie il firmware carica in una zona della RAM il S.O. e lo fa partire.
- A questo punto il BIOS ha esaurito la sua funzione e il S.O. prende le redini della gestione dell'h/w e dell'interfaccia con l'utente,mediante la schermata iniziale.
- In Windows appare nella prima schermata il desktop
Programmi di definizione della configurazione hardware e software
Programmi di diagnosi e correzione erroriProgrammi di gestione librerie: memorizza e organizza i programmi sulla memoria di massa per facilitarne la ricerca.
Spool : gestisce le operazioni di stampa in sovrapposizione
Supervisore: garantisce la corretta gestione dei componenti di sistema. interpreta ed esegue i comandi dell’utente; gestisce le unità periferiche e le memorie
