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INFORMATICA DELLO SPETTACOLO
Il grand tour era una lunga missione nell’Europa continentale intrapresa dai ricchi dell’aristocrazia europea a partire dal XVII secolo e destinato a perfezionare il loro sapere con partenza e arrivo in una medesima città. Aveva una durata non definita e di solito aveva come destinazione l’Italia. Il termine turismo e più in generale il fenomeno dei viaggi turistici odierni come cultura di massa ebbero origine proprio del Grand Tour
- Si pianificava il viaggio
- Si prenotava dove dormire
- Si scattavano foto
- Si condividevano momenti
- Si appuntava il proprio stato d’animo
- Si ricordava.. Il grand Tour 2. Verificare la possibilità:
- Sviluppare progetti per la valorizzazione di contesti geografici attraverso l’utilizzo delle nuove tecnologie per far emergere il patrimonio culturale (nascosto) dell’area.
- mettere a sistema le varie filiere produttive (materiali ed immateriali) presenti nell’area.
- Sopportare l’utente che entra nell’area proponendo contenuti e servizi vicini alle sue necessità.
- Costruire e raccontare (anche in modo partecipato) l’Identità del territorio. NAPOLI VELATA (STORY TELLING DI NAPOLI) Abbiamo dei dati: e informazioni inerenti ad un museo (esempio), alle opere d’arte, ai parchi archeologici, centri storici, tutto ciò che è un contenitore di beni culturali, ed a questi dati si aggiungono dati che provengono da sensori, da una serie di elementi che catturano informazioni da un contesto specifico e riportarlo poi ad altri. Abbiamo tanti dati che vengono a generarsi quotidianamente, ed abbiamo bisogno di far emergere in certi contesti i dati che ci servono di più grazie all’informatica. Ontologia: studio dell’essere in quanto essere. Definire l’essenza di qualcosa, descrivere le sue componenti fondamentali. Possiamo costruire dei dati attraverso vari servizi. Costruire varie app, profili mobili, e da qui ricavare informazioni sull’area in cui si trova ricevendo informazioni sui punti di interesse, avendo informazioni PREGIATE, su quelle che sono certe informazioni di certi contenuti artistici. Privilegiate perché inserite non da persone a caso ma da noi stessi che abbiamo una conoscenza forte in materie, quindi sono contenuti PREGIATI e possiamo attivarli quando ci servono. Contenuti più vicini a noi. Sentyment Analysis Tecniche NLP per l’estrazione di Mixed Graph of Terms attraverso l’utilizzo di approcci probabilistici quali Latent Dirichlet Allocation. Digital story telling : un racconti che permette di mettere insieme i pezzi per creare un racconto multimediale.
Informazioni dati e conoscenza: LEZIONE 1 Il termine “informatica” deriva dal francese “informatique”
- Coniato negli anni 60 da Philippe Dreyfus
- Ottenuto come contrazione dei termini “information” e “automatique”
- Usato per indicare la disciplina tecnico-scientifica che si occupa della progettazione e costruzione di macchine in grado di trattare, o elaborare in modo automatico l’informazione. L’informatica crea dei sistemi, è quella scienza che ha come obbiettivo elaborare in modo automatico le informazioni. Di che si tratta? Uno dei problemi dell’informatica non è solo l’elaborazione automatica ma anche LA RAPPRESENTAZIONE.
- Scienza che riguarda la rappresentazione e l’elaborazione automatica dell’informazione (come vado a rappresentare i dati che contengono al loro interno la rappresentazione)
- L’informatica è una disciplina che studia le caratteristiche dell’informazione e dei modi di usarla, immagazzinarla, trasportarla, e manipolarla in modo automatico. L’informatica si divide in DUE AREE PRINCIPALI :
- I calcolatori elettronici e i sistemi che li utilizzano (è legata alla componentistica fisica dell’informatica, alla serie di oggetti che sono tangibili, si possono toccare, sono presenti e questa parte asserisce al problema del HARDWERE, la parte solida dei calcolatori.)
- I metodi per la soluzione di problemi e la gestione delle informazioni. (tutte quelle tecniche e azioni che devono essere messe in campo per risolvere un certo problema e per gestirle, conservarle, trasmetterle e così via) Information & Communication Technology In alternativa al termine di informatica viene utilizzato TECNOLOGIE DELLE FINROMAZIONI (dall’inglese information technology o IT) Quando si inserisce la comunicazione quello che accade è che si va a parlare di information e communication. (non solo la parte del trattamento della comunicazione ma anche al trasporto delle informazioni. Negli ultimi decenni le capacità dei singoli calcolatori sono notevolmente aumentate grazie alla loro interconnessione in rete. I computer sono diventati degli strumenti di comunicazione La convergenza tra tecnologia dell’informazione e le telecomunicazioni ha dato vita ad una disciplina che prende il nome di INFORMATION E COMMUNICATION TECHNOLOGY Tecnologie che sono in grado di gestire ed elaborare le informazioni e permettere il loro invio quindi anche della comunicazione (ICT) INFORMAZIONE : UN VALORE ALL’INTERNO DI UN INSIEME DI ELEMENTI TIPO DELL’INFORMAZIONE : insieme di elementi. VALORE : elemento (il valore di per se non basta serve un significato) ATTRIBUTO : definisce il significato dell’informazione, ossia serve a capire di cosa si tratta e ad identificarla (distinguerla da altre). DA UN SIGNIFICATO ALL’INFORMAZIONE ES: SEMAFORO valore: le luci accese Informazioni: il significato semantico, semaforo rosso che non si attraversa.
Gli elaboratori sono macchine programmabili in grado di adattarsi e quindi di risolvere qualsiasi tipologia di problema, a parte che si abbia il sistema di risoluzione. Gli elettrodomestici fanno solo una cosa, la lavatrice lava solo i panni ecc. Un calcolatore è in grado anche di far girare su di esso un programma che oggi non c’è, è in grado di adattarsi a qualsiasi tipo di problema, e di risolvere qualsiasi tipologia di problema. Questo quando il tutto si può tradurre in un numero indefinito di risoluzioni. LA MACCHINA CHE ABBIAMO COSTRUITO E’ UN ELABORATORE. Inizialmente pensata in forma quantitativa, in particolare numerica. Il termine calcolatore in inglese è computer. IL COMPUTER Definizione: il COMPUTER è un elaboratore elettronico digitale. Elaboratore : macchina in grado di rappresentare ed elaborare dati in base ad una serie di istruzioni formulare e memorizzare in modo tale da poter essere eseguite automaticamente. Elettronico : indica che il computer utilizza componenti elettronici. Digitale : indica che il computer elabora e memorizza informazioni rappresentate mediante i due simboli (digit) della numerazione binaria 0 e 1. Capace di rappresentare tutto ciò che gli circonda attraverso due simboli DIGIT 0 o 1 Con queste due cifre, usate in combinazione diverse, si possono rappresentare tutti i dati (parole, numeri, immagini, filmati, ecc)
ARCHITETTURA DI VON NEUMANN: CENNI STORICI
L’architettura di un calcolatore reale (computer) è molto complessa L’architettura di Von Neumann è un modello semplificato dei calcolatori moderni John von Neumann, matematico ungherese, progettò verso il 1945, il primo calcolatore , con programmi memorizzabili anziche codificati , mediante cavi e interruttori. L’architettura definita prese il nome di Architettura di Von Neumann e divenne il riferimento per la quasi totalità dei calcolatori costruiti da allora ad oggi. Il progetto che è alla base di tutti i calcolatori moderni. Questo è il modello di riferimento di tutti i calcolatori reali. E’ un modello semplificato che permette di capire il principio di funzionamento di un calcolatore elettronico ed è capace di presentare calcolatori che hanno programmi memorizzabili, MACCHINE PROGRAMMABILI. L’architettura di Von Neumann è a pieno titolo il modello attuale di tutti i calcolatori elettronici. Nota anche come macchina di Von Neumann o modello di Von Neumann, è un modello concettuale di un architettura di computer che permette di rappresentare, memorizzare, ed elaborare le informazioni. E’ il modello secondo il quale è organizzata la maggior parte dei moderni elaborati.
COMPINENTI FONDAMENTALI:
Sottosistema di interfaccia – sottosistema di memorizzazione – sistema di elaborazione
CONNESSIONE\COMUNICAZIONE
Da qui si evince che l’architettura di Van Nauman si compone di un: Sottosistema di elaborazione, all’interno dobbiamo avere un sottosistema che sia in grado di elaborare le informazioni. La parte del calcolatore che ha come obbiettivo quello di elaborare le info. Sottosistema di memorizzazione capace di memorizzare le informazioni stesse, insieme di componenti tali da garantire la memorizzazione delle informazioni. Sottosistema di interfaccia, sistema che sia in grado di interfacciarsi con il mondo esterno, dialogare, avere interlocuzioni con dispositivi esterni. Consideriamo 3 macro-componenti, dispositivi in grado di elaborare, memorizzare e comunicare verso l’esterno ciò che avviene all’interno del nostro calcolatore. Abbiamo anche la necessità di far parlare tra di loro questi sottosistemi tramite: Sistema di connessione\comunicazione che permette di far parlare tra di loro tutte le componenti. NON DOBBIAMO MEMORIZZARE SOLO I DATI MA ANCHE LE ISTRUZIONI HE DEVONO ESSERE UTILIZZATE POI PER ELABORARE LE INFORMAZIONI. Questo rende la macchina programmabile la capacità di conservare al suo interno non solo le informazioni ma anche le istruzioni. L’Obbiettivo di questo calcolatore fu quello di progettare un calcolatore UNIVERSALE, che fosse in grado di essere utilizzabile per qualsiasi tipologia di problema. (GENERAL PURPOSE: in grado di risolvere qualsiasi tipologia di problema)
- Nella progettazione che diede vita all’architettura di Von N. un primo vincolo fu che all’interno doveva esserci presente un dispositivo di memorizzazione sia dati che istruzioni.
- Utilizzo l’aritmetica binaria invece che quella decimale. (si decise che i dati bisognava rappresentarli con dei simboli tramite l’aritmetica binaria che considera solo lo 0 e 1, perché il calcolatore elettronico e digitale, che lavorano con la componente elettrica)
- Separazione netta tra dispositivo di memorizzazione e dispositivo di elaborazione. ( hanno una componentistica divisa, separata, autonoma) Proceduralità : possibilità di eseguire differenti programmi memorizzati
- Il modello è basato sul paradigma di programmazione procedurale
- il programma indica la sequenza di istruzioni da eseguire per ottenere la soluzione ad una data classe di problemi.
Il modello di VANOIMAN E’ COMPOSTO DA 4 COMPONENTI PRINCIPALI
MEMORIA CENTRALE
Memoria interna al calcolatore che ha il compito di conservare istruzioni e dati. Quello che mi permette di conservare all’interno i programmi che voglio seguire ed i dati che voglio operare. STA ALL’INTERNO DEL CALCOLATORE. (RAM)
UNITA’ CENTRALE DI ELABORAZIONE (CPU)
Permette di elaborare, eseguire le istruzioni. (sottosistema di elaborazione) Svolge anche funzioni di controllo, che è sia controllo su tutto che ad eventuali malfunzionamenti. PROCESSORE DELLA MACCHINA
INTERFACCIA DI INGRESSO E USCITA :
Collega alle periferiche LA PORTA USB\HDMI
BUS
Una serie di fili che collegano le componenti tra di loro. SONO FILI CHE PERMETTONO IL COLLEGAMENTO TRASFERIMENTO L’obbiettivo di questo sottosistema è permettere lo scambio di informazioni tra le varie componenti di un calcolatore. Il bus nasce per permettere il trasferimento dei dati tra le varie componenti. NEL COMPUTER A CASA ABBIAMO UNA MEMORIA CENTRALE (RAM) CHE CONTIENE AL SUO INTERNO ISTRUZIONI E DATI DA ELABORARE ATTRAVERSO LE ISTRUZIONI STESSO. Il sottosistema di trasferimento nasce con permettere lo scambio di informazioni, dati, istruzioni, ed informazioni di controllo. Come si fa fisicamente a realizzarlo? La prima idea che poteva balenarci per la testa era quella di prendere la memoria centrale e collegarla alle varie interfacce e alla CPU. La logica che collega ciascun componente con un altro. Il bus collega tutti in un unico canale condiviso, tutti passano i dati e preleviamo quelli che ci servono. Utilizzare un solo bus favorisce modulibilità ed espandibilità. Si riesce a far entrare una nuova versione sul cell senza fare troppi fili, lo collego e basta. C’è un problema, tutti vedono tutto, tutti possono vedere i dati degli altri. Il problema è che bisogna aspettare, non è detto che si possa fare tutto subito. Tecnica del bus unico.
COME E’ FATTO IL BUS?
Il bus raffigura l’interconnessione tra tutti gli elementi della macchina di V.N. Il Bus mette in collegamento LOGICO i due elementi coinvolti nella comunicazione, quindi ha come compito di mettere in collegamento LOGICO le due componenti che parlano tra di loro (il collegamento fisico è già presente, esiste già un filo con dentro dei processori dove sono collegate le varie componenti) Fisico : tutti sono collegati tra loro dal Bus Logico : si attiva quando inizia la comunicazione tra le due componenti Il bus è un filo ecc, però questo filo non è UNICO ma è organizzato in 3 COMPONENTI:
- BUS DATI - BUS INDIRIZZI - BUS CONTROLLO Il Bus è più complesso quindi che un filo unico, ha una componente che deve trasportare dati ed istruzioni, un'altra componente che trasporta gli indirizzi (lettera che ha bisogno di un indirizzo); ed abbiamo bisogno anche del controllo, ovvero di un filo, un bus che contenga al suo interno le segnalazioni di eventuali errori o che ci informi se la comunicazione è andata a buon fine. La memoria centrale è assimilabile alla RAM di un calcolatore che è la memoria centrale del nostro calcolatore, consiste in un insieme di unità elementari di memorizzazioni delle locazioni o celle (ma anche word) LA MEMORIA CENTRALE LA SI IMMAGINA COME UNA MATRICE. Ogni numero dentro ai quadrati prende il nome di BIT, che è un valore univoco, può assumere due valori: 1 o 0. Con un BIT non si fa granchè (con un bit posso avere due valori) CODIFICARE LE LETTERE DELL’ALFABETO CON IL BIT 3 byt compongono 8 Con 8 byt riusciamo a rappresentare tutti i simboli dell’alfabeto occidentale e tutte le cifre che compongono i numeri. Con 1 byte noi siamo in grado di rappresentare un’unità atomica della nostra vita. Nella pratica con un byt o byte nun s fa nu cazz CODIFICA : DAL NOSTRO SIMBOLO AL SIMBOLO INTERPRETATO DAL CALCOLATORE E CHE VA A FINIRE IN MEMORIA. Lo schema di codifica ed i simboli numerici con 8 byt (000, 001, 010, 011, 101, 110, 111) Prende il nome di CODICE ASCI (quantità minima che ci consente la rappresentazione, è uno schema di codifica, che associa ad ogni simbolo una sequenza diversa di byt)
MEMORIA CENTRALE
Le memorie in generale si caratterizzano con delle proprietà:
- VELOCITA’ : è la velocità, il tempo che ci mettiamo per recuperare o scrivere le informazioni all’interno della memoria stessa. - CAPACITA’ : vuol dire quanto spazio di memoria è contenuto all’interno per poter inserire i dati all’interno della memoria. - VOLATILITA’ : la capacità di una memoria di conservare o non conservare dei dati in mancanza di alimentazione elettrica. - Al contrario le memorie non volatili, e dunque permanenti sono quelle che conservano i dati anche in mancanza di alimentazione elettrica. ( PERSISTENTI ) La memoria centrale è solitamente veloce, ha una buona velocità, è volatila quando spengo il calcolatore ed ha una discreta capacità di immagazzinamento dei dati. Una memoria che contiene all’interno molti dati può essere molto veloce? Più alta è la capacità più c’è un rallentamento. Più grande è la memoria più è lenta il recupero delle informazioni. Esiste un rapporto di proporzionalità inversa tra velocità e capacità di una memoria. Il veloce è una memoria, meno dati ci vanno al suo interno. Al contrario più grande è la memoria, meno veloce sarà i tempi di recupero.
CPU : Central Processing Unite è la componente presente nella macchina di VN che ha il compito di
elaborare i dati. Nella pratica mentre la memoria ha il compito di conservare i dati, la CPU ha il compito di elaborare i dati. DETTACOMUNEMENTE PROCESSORE. Il processore è in grado di fare operazioni elementari dell’elaborazioni:
**- Operazioni artimetiche
- Operazioni relazionali (confronto tra dati)** Il processore ha un insieme di istruzioni La CPU ha una sua velocità. Il processore viene chiamato anche CPU, centrale perché ha centralizzato queste operazioni. La CPU è quella parte del calcolatore elettronico che ha come obbiettivo quello di elaborare i dati, la CPU ha come obbiettivo quello di elaborare. La CPU è in grado di mettere insieme tutte le operazioni elementari per fare operazioni più complesse, quindi è in grado assemblando istruzioni semplici di arrivare ad istruzioni più complesse. La CPU riesce a fare quindi operazioni semplici: aritmetiche, numeriche, relazionali. Al contrario noi abbiamo l’impressione che faccia cose più complesse che riesce a spezzettare in cose più semplici. Il nostro processore esegue un programma avendo ben chiaro questi principi: - Dati e istruzioni sono memorizzati in una memoria unica. (istruzioni possono anche cambiare) - E’ permessa sia scrittura che lettura sulla memoria.
- I contenti della memoria sono indirizzati in base alle loro posizioni in particolare si utilizza l’indirizzo - Le istruzioni vengono eseguite in modo sequenziali. LA CENTRAL PROCESSING UNIT HA COME OBBIETTIVI QUELLI DI ESEGUIRE ISTRUZIONI DEI PROGRAMMI ED ESEGUIRNE I CALCOLI E’ un dispositivo sincrono: c’è un dispositivo che si chiama clock, che riceve un impulso, che batte il tempo e dice che è il momento di eseguire l’operazione.
CLOCK : ESECUZIONE DELL’ISTRUZIONE, SI ATTENDE UN ALTRO CLOCK PER ESEGUIRE
LA PRATICA.
Il clock regola l’esecuzione delle istituzioni stesse. Si fa questo perché è necessario, è il modo sequenziale nel funzionamento per creare un giusto sincronismo tra le componenti della nostra macchina, il clock serve a sincronizzare l’intero comportamento del calcolatore, e far funzionare in modo sincrono tutte le componenti che abbiamo finora studiato. (la memoria ecc) LA CPU FUNZIONA ATTRAVERSO UN CONCETTO DI VELOCITA’ : che va a misurare il numero di operazioni che è in grado di fare nella velocità di tempo. E’ dettata da quante operazioni riesce a fare in un unità di tempo. Quando diciamo operazioni che svolge la CPU stiamo dicendo che quelle operazioni sono nell’insieme delle operazioni che sta a fare. La CPU ha come caratteristica quella di avere al suo interno UN NUMERO FINITO DI OPERAZIONI CHE SA FARE, ha un certo insieme di operazioni che sa fare. La velocità del processore è quante operazioni riesce a fare in un’unità di tempo. Le OPERAZIONI DELLA CPU SONO LE INSIEME DI OPERAZIONI CHE RIESCE A FARE e lavora in 3GHZ. Le istruzioni che sono nell’insieme delle istruzioni che riesce a fare il nostro processore. IL PROCESSORE NON SA FARE TUTTE LE COSE, SOLO PICCOLE ISTRUZIONI CHE INSIEME FORMANO ISTRUZIONI PIU COMPLESSE. Ogni famiglia di processori potrebbe avere un insieme di istruzioni di base semplici che riesce ad eseguire. COMPATIBILITA’ ALL’INDIETRO. (I programmi pensati per computer vecchi funzionano anche sui nuovi perché rimangono le stesse possibilità di interpretarlo) Piu alta è la frequenza più è alta la funzione di elaborazione. La frequenza di clock determina la velocità di elaborazione del computer.
2 byte instruction register (16 celle) 6 byt sono 64 indirizzi (6) 1024 byte Sapendo che l’istruction register è grande pari a 3 byte 1024 x 2 byte La capacità è data dai byte. Le tre componenti hanno ognuna a loro modo delle esecuzioni fondamentali in particolare erano articolati un’unità unica chiama ( EU) UNITA’ DI ESECUZIONE Ad ogni clock la CPU (che si muove attraverso i tempi gestiti dal clock che ci permette di spostarci da uno stato all’altro e ad ogni clock il nostro stato esegue un’esecuzione.
I registri cosa sono?
Sono degli sportelli di memorizzazione (elementi), in particolare nel modello di V.N rappresentano la componente di memoria più veloce che possiamo avere.
- Registro dati : tipologia di registri che è in grado di contenere al suo interno dati che provengono dalla RAM (o copiati verso il processore o inverso) - Registro indirizzi : destinato a contenere gli indirizzi che devono essere inviati all’interno della ram (le celle) - Registro di istruzione corrente : che contiene istruzione eseguita in quel momento - Contatore di programma: contiene l’indirizzo di cella della ram contenente la prossima istruzione da eseguire - Registri operandi : contengono gli eventuali operandi e risultati dell’istruzione stessa - Registro di stato : contiene al suo interno un po' di segnalazioni sul corretto funzionamento delle istruzioni che stiamo considerando. Contiene indicazioni sulle operazioni svolte dalla ALU.
I REGISTRI (ELEMENTI DI MEMORIA) SONO INTERNI ALLA CPU.
LO STATO DELLA CPU :
Lo stato che fotografa il funzionamento della CPU è costituito da informazioni memorizzate da alcuni registri, in particolare alcuni specifici (sebbene tutti siano importanti) come lo stato della cpu è legato a ciò che è presente dai:
- DATI DA ELABORARE (contenuti nei registri dati) - ISTRUZIONE DA ESEGUIRE (nel registro di istruzioni) - INDIRIZZO IN MEMORIA DELLA PROSSIMA ISTRUZIONE DA ESEGUIRE (nel program counter) - EVENTUALI ANOMALIE O EVENTI VERIFICATISI DURANTE L’ELABORAZIONE (nei registri di stato o flag) LO STATO DELLA CPU è formato da questi fattoi ed i vari registri ci forniscono le varie informazioni. SEI DI ISTRUZIONI DI BASE DELLA CPU (quali sono le operazioni di base)
Istruzioni di base eseguite dalla ALU
- SOMMA (anche sottrazione) - SCORRIMENTO (shift) (Queste due insieme da cui permettono anche moltiplicazione e divisione) - OPERAZIONI LOGICHE (coinvolgono aspetti di logica) - OPERAZIONI DI CONFRONTO (sufficiente confronto con zero) ESEMPIO DI ISTRUZIONE LOGICA ARITMETICA? OPERAZIONI DI ACCESSO ALLA MEMORIA (guidano il trasferimento di dati dalla memoria al processore e viceversa), permettono di SPOSTARE I DATI. (NON ESEGUITE DALL’ALU) ALU : unità logico-aritmetica che è in grado di fare le operazioni dette in precedenza (aritmetiche e logiche) su due operandi. Oltre al risultato dell’operazione stessa può produrre ulteriori informazioni. Di solito le operazioni agiscono su due OPERANDI : 3+4 (il + è l’istruzione mentre 3-4 sono gli operandi) rappresentati mediante dei bit. Da qui ci danno un RISULTATO dell’operazione, in più possiamo avere altre uscite, come ad esempio ZERO che ci dice se il risultato dell’operazione è uno ZERO; ancora, puoi avere l’OVERFLOW quando l’operazione che ho fatto genera un traboccamento (sommo due numeri rappresentare con 8 bit ma la somma non si rappresenta con 8 bit ma con 9 quindi non si è in grado di rappresentare quel dato ottenuto); ancora un'altra uscita che ho è il CARRY OUT (un riporto della somma di due numeri) Il segnale importante è ALU OPERATION sono quei segnali che vanno a definire quali operazioni deve svolgere la nostra ALU. (ce lo dice la control unite) Control Unite : fa eseguire a tutte le componenti del processore le operazioni, coordina e controlla se tutto si svolga bene.
COME SI ESEGUONO I PROGRAMMI?
Quale è il principio di funzionamento del nostro processore quando eseguiamo un programma. Il programma di partenza è salvato nella memoria secondaria, tutto il programma sta nella RAM e da qui verrà eseguito istruzione per istruzione dalla CPU. Una volta che finisce nella RAM come funziona la sua esecuzione nella CPU dove eseguo? Devo eseguire in modo sequenziale il programma: estraggo la memoria, la interpreto e la eseguo una dopo l’altra.
- Prendo un’istruzione alla volta - La carico nel processore - La analizzo - E poi la eseguo Questo a parole si può codificare con il CICLO DEL PROCESSORE o anche CICLO DELLE ISTRUZIONE o CICLO MACCHINA. Va a scandire ed a definire le fasi necessarie per l’esecuzione di OGNI ISTRUZIONE che è presente all’interno di un programma.
Il ciclo del processore scandisce le fasi in lavora il processore, e viene articolato dunque:
- La memoria di massa all’interno si inseriscono dati e programmi che non sono oggetti di elaborazione immediata.
Caratteristiche della MEMORIA:
- Dimensione della parola (locazione di memoria, quanto è grande la riga) - Modalità di accesso (diretto o sequenziale) - Permanenza o volatilità dei dati - Capacità (numero di colazioni disponibili) espressa in KB, MB, GB ecc. - Tempo di accesso (necessario per accedere ad una locazione di memoria per un’operazione di lettura o scrittura, espresso in nanosec, millisec ecc. INVERSAMENTE PROPORZIONALE (più è piccolo più è veloce)
GERARCHIA DELLE MEMORIE : far credere al nostro processore di avere sotto di se una
memoria infinita e teoricamente veloce. Si ci inventa una gerarchia, poniamo allo stretto contatto del processore le memorie piccole ma velocissime inventandoci così un percorso che ci permette di andare più veloce. REGISTRI DELLA CPU (memoria più piccola del processore) CACHE DI PRIMO, SECONDO E TERZO LIVELLO (è una memoria che rappresenta una memoria definita tampone tra i registri e la RAM, all’interno di essa vanno i dati che verranno utilizzati dalla CPU) -la memoria cache è come la nostra scrivania- sono piccole ma velocissime. MEMORIA CENTRALE (RAM) – i dati della memoria centrale devono arrivare alla cache- DISCHI INTERNI (memoria di massa) DISCHI ESTERNI (memoria di massa) Le ultime due dalla capacità sono le più grandi, dal punto di vista di dati sono le più lente, hanno bisogno di più tempo per portare fuori i dati.
PRINCIPI DI LOCALITA’ SPAZIALE E LOCALE:
Per passare in modo furbo i dati che serviranno al nostro processore dalla memoria centrale alla cache e poi ai registri ci sono due principi:
- Spaziale : nel momento in cui prendo qualcosa all’interno della memoria centrale (istruzione), è di non limitare a portare solo un’istruzione ma di prenderne un po' di più in vicinanze SPAZIALI perché da li a poco avrai bisogno anche di quelli vicino. - Locale: Nel momento in cui hai prelevato un dato e lo hai portato dalla RAM alla cache, una volta usato NON BUTTARLO VIA, tienilo all’interno della cache perché probabilmente di li a poco potresti riutilizzarlo nuovamente. Le memorie di masse si caratterizzano in modo differenze da una memoria di un calcolatore. Le RAM servono a sopportare gli usi dei programmi Hanno tempi di accesso più elevato rispetto alle altre memorie Ma è ovvio che non posso conservare dati che mi serviranno tra due giorni PERCHE’ SONO VOLATILI. A differenza di quelle di massa, che garantiscono la memoria dei dati ma sono più LENTE.
LEZIONE NUOVA
Le memorie a disposizione che lavorano per il raggiungimento degli obbiettivi ovvero: velocità nel recupero dei dati, velocità maggiore di esecuzione all’interno del calcolatore. In ordine + veloce sono i registri, cache, memoria centrale e cosi via La capacità più piccoli i registri e poi in discesa I registri, cache e memoria centrale sono volatili mentre i dischi non sono volatili. Varie tencologie utilizzate nelle memorie: LE MEMORIE DI MASSA possono essere implementatte o attraverso utilizzo di dispositov magnetici (tipici degli hardisk, magnetizzate con le opzioni del disco metallico -definiamo 1 o 0) dispositivi ottici (cd rom, dvd guardano alla colorazione di spazio sulla sua superfice) Memorie Flash (legano il dato allo stato elettromagnetico presente all’intero dei dispositivi es hardisk ssd, pennette usb) Abbiamo una memoria secondaria che contiene programmi permanent, quando vanno in secuzioni portati nella memoria centrale, e poi vanno nei registir della CPU che eseguono tutto HARDWARE & SOFTWARE Un calcolatore è suddiviso in: HARDWARE (livello fisico): va a definire quel livello fisico della macchina, va a definire la struttura fisica dei dispositivi che consideriamo, le componenti fisiche che realizzano il calcolatore ad esempio il cip del processore, le memorie, monitor, stampante, cavi ecc SOFTWARE (livello logico): va a creare il livello logico che non è altro che l’insieme delle istruzioni che consentono all’hardware di svolgere i propri compiti, serve al funzionamento corretto dell’intero calcolatore che gli permette di svolgere i compiti che noi richiediamo di svolgere. NUCLEO CENTRALE CHE E’ L’HARDWARE che è al centro della nostra scematizzazione, attorno ad esso si compone un livello di nome SOFTWARE DI BASE che è l’insieme dei programmi che permettono il corretto funzionamento della macchina, corretto sviluppo ed armonico della macchina. SOFTWARE DI BASE: quel software che permette ai vari software di interagire con l’hardware stesso. I software di base vanno solitamente sotto il nome di SISTEMA OPERATIVI, che permettono all’intero calcolatore di funzionare correttamente e di far funzionare i programmi e far interagire programmi con la macchina stessa. Da qui si definisce quelli che chiamamo appunto SISTEMA OPERATIVO. Sul S. di base andiamo sopra al terzo livello, il SOFTWARE APPLICATIVO ovvero le aplicazioni, programmi che utilizziamo per svolgere dei compiti. HARDWARE è la parte del pc che puoi prendere a calci, il SOFTWARE è la parte con cui puoi solamente imprecare. O ancora l’hardware è un attore ed il software è la sceneggiatura. CAPITOLO 2 SISTEMI PER L’ELABORAZIONE DELL’INFORMAZIONE Nella CPU abbiamo i registri, abbiamo la cache, interfacce ecc
Il sistema operativo è una componente SOFTWARE (DI BASE) dunque semplifica il funzionamento del calcolatore e permette di utilizzare in modo sapiente le risorse hardware Permette ai programmi di sfruttare l’hardware stesso e la componente OUTPUT. Sicuramente il nostro sistema operativo si compone di alcune parti:
- La più importante è KERNEL , si avvolge sulla componente hardware ed è quel livello del sistema operativo, è il NOCCIOLO che permette di far comunicare l’hardware con il resto dei sfotweare, è quel livello intermedio che permette ai programmi di parlare con l’hardware, è un programma a tutti gli effetti che ha il compito di interfacciarsi con la componente fisica del calcolatore. (è il livello più basso del sistema operativo). Il Kernel è diverso per ogni macchina in quanto ha il compito di interfacciarsi con vari processori della macchina. - Sopra il kernel abbiamo delle macroaree del sistema che sviluppano determinato problemi come IL GESTORE DELL’INTERFACCIA UTENTE , che gestisce in modo semplice ed efficace le interazioni del sistema operativo stesso con l’utente umano (windows abbiamo le finestrelle, che per aprire un file si clicca due volte ecc). Anche qui è diverso per ogni macchina. - IL GESTORE DELLA MEMORIA ha lo scopo di gestire la gerarchia della memoria - Il GESTORE DELL’I\O permette la gestione del nostro calcolatore con le periferiche esterne (abbiamo la necessità di far parlare il nostro pc con le periferiche all’esterno ed abbiamo bisogno di una componente software che svolga questo compito). ES: word aperto e digito il testo attraverso gestore dell’interfaccia utente, poi faccio CLICK perché voglio stampare, questo click attraverso il kerner va nell’hardware poi va al gestore I\O CHE LO PORTA ALLA PERIFERICHA OVVERO LA STAMPANTE. SOFTWARE E CIPOLLI: l’architettura che abbiamo costruito è un’architettura con un nocciolo (hardware) un kerner che avvolge il nocciolo, ed assomiglia ad una cipolla. E’ come se avessimo delle sfoglie di cipolla che vanno a formare il sistema operativo complessivo. Il sistema operativo segue un modello a foglia di cipolla. Gestore dell’interfaccia utente: ha lo scopo di gestire le interazioni con l’utente umano. (SCRITTA CMD) una volta si interagiva così con la macchina, era a linea di comando, si inserivano i comandi che si volevano eseguire. SI LAVORAVA A LINEA DI COMANDO. L’altro è un sistema operativo ad icone (interfaccia ad icone del pc) ed è più facile perché basta un click ed è più amichevole. L’interfaccia ad icona viene definita anche interfaccia PUNTA E CLICCA. Il gestore della memoria invece si preoccupa di far concretizzare il meccanismo della memroia visto in precedenza. MEMORIA VIRTUALE: è un meccanismo in cui il nostro calcolatore mette insieme, costruisce per rendere più veloce o più efficiente il processo di recupero dei programmi. Quello che non può cambiare sono le caratteristiche, la memoria fissa è più lenta. Con lo swap passiamo i dati da una memoria ad un'altra. ALBERO E FOGLIE: La memoria di massa come viene utilizzata? Come vengono organizzati i dati? Avvengono attraverso un’organizzazione GERARCHICA ad ALBERO.
Essendo un albero abbiamo una radice ed abbiamo o rami chiamati CARTELLE in cui all’interno troviamo o altre cartelle o foglie. L’albero disegnato è quello che contraddistingue l’organizzazione dei dati all’interno dell’hard disk che si chiama FILE SYSTEM che è un albero gerarchico. Le informazioni sono conservate in archivi (file) a loro volta organizzati in DIRECTIORIES. Il sistema operativo oltre a gestire le memorie centrali gestisce anche le memorie di massa, secondarie, che ha un’architettura all’interno di tipo gerarchica, ad ALBERO, ovvero che abbiamo una radice da cui si parte e possiamo navigare questo albero attraverso cartelle o foglie (file) Questa organizzazione di dati all’interno della memoria di massa prende il nome di FILE SYSTEM. PLUG & PLAY: nei sistemi operativi moderni gestiscono questa modalità delle periferiche che prende il nome di PLUG & PLAY che è un meccanismo che permette al nostro sistema di collegare senza alcun sforzo di collegare nuove periferiche che si collegano alle nostre interfacce di input ed output, queste periferiche quando si collegano devono parlare con il nostro calcolatore ed abbiamo bisogno che queste periferiche si facciano riconoscere dal nostro calcolatore. Per fare ciò abbiamo bisogno di creare un linguaggio comune tra queste componenti. COME SI FA? Attaccare la periferica e bisogna istallare il driver (un tempo si faceva così) Il DRIVER è un software che è in grado di permettere la comunicazione tra la periferica e l’hardware del mio calcolatore. Nella pratica va ad arricchire il kerner. Si va a definire un PROTOCOLLO. Anni fa il driver doveva essere selezionato MANUALMENTE. Oggi si usa il PLUG & PLAY ovvero COLLEGA ED UTILIZZA. Ovvero io connetto la periferica ed automaticamente si va ad istallare nel mio sistema operativo un driver giusto per far parlare la periferica con l computer. Nella pratica si collega la periferica sul calcolatore, la interpreta parlandosi, va a prendersi il driver e da li la periferica funziona. PLUG : AGGANCIO PLAY : UTILIZZO
RETI E CALCOLATORI
Le reti di calcolatori sono quelli che vogliono le reti di calcolatori come un insieme interconnesso di calcolatori AUTONOMI. (DEFINZIONE DI BASE) Una rete di calcolatori può essere considerata come un insieme di calcolatori (computer) interconnessi ovvero che hanno la capacità di poter comunicare insieme l’uno con l’altro, attraverso un’infrastruttura di rete che permette la trasmissione di contenuti e questi calcolatori sono AUTONOMI, sono in grado di essere indipendenti se presi singolarmente ma possono anche interagire con tutti gli altri. La rete di calcolatori è dunque un insieme di computer messi insieme in grado di connettersi tra di loro fermo restante la loro caratteristica di essere AUTONOMI.
