Introduzione all'Architettura dei Computer: Bit, Byte, Memoria e CPU - Prof. Rughetti, Sintesi del corso di Elementi di Informatica

L’informatica è la scienza che si occupa del trattamento dell’informazione mediante procedure automatizzate.Ha per oggetto lo studio dei fondamenti teorici dell’informazione, della sua computazione a livello logico e delletecniche pratiche per la sua implementazione e applicazione in sistemi elettronici automatizzati detti quindisistemi informatici. Come tale è una disciplina fortemente connessa co l’automatica, l’elettronica e anchel’elettromeccanica….Un dato non è un’informazione.Si accompagna e si integra, o è di supporto a tutte le discipline scientifiche o no. La valenza dell’informatica, intermini socio-economici, ha scalato in pochi anni la piramide di Anthony, passando da operativa (insostituzione o a supporto di compiti semplici e ripetititvi) a tattica (a supporto della pianificazione o a gestionedi breve termine), a strategica.Computer: macchina programmabile, svolge compiti molto diversi tra loro. È costituito da 3 macroelemnti:1. HARDWARE, l’insieme di tutti i componenti fisici (dispositivi della macchina di Von Neumann) 2. SOFTWARE, insieme dei programmi che richiedono all’hardware di svolgere compiti3. DATI: insieme di informazioni da elaborare (testi, immagini, video, audio..) e memorizzare. Ricevel’informazione sotto forma di dati di imput, la elabora manipolando i dati e produce una nuova informazionela quale viene fornita in riposa sotto forma di dati di output. Programma: è una sequenza di istruzioni, le quali sono operiazioni semplici (operazione aritmetica,memorizzazione di un numero..); eseguendo tutte le istruzioni che costituiscono un programma, il computersvolge dei compiti complessi. Il programma è una sequenza di istruzioni, 10 operazioni semplici (le 4operazioni, 3 operazioni relazionali, and e on), la differenza con noi è che è molto piu veloci a farle. L’informazione deve essere rappresentata in una forma che il calcolatore è in grado di interpretare, si usanosequenze di simboli ognuno dei quali può assumere due valori possibili 0 e 1, on e off, vero e falso.Ogni simpobolo è chiamato bit, che deriva dall’inglese ‘binary digit’ (cifra binaria).Il bit è l’unità minima di informazione, con un bit possiamo rappresentare una tra due informazioni, con due bituna tra 4, con 3 bit una tra 8…Il byte è un’unità di informazione che consiste di 8 bit, viene utilizzato come unità di misura della memoria.Nei circuiri i bit vengono rappresentati tramite segnali elettrici che assumono uno tra due diversi livelli ditensione, così come la memorizzazione. Web (servizio che gira su internet) non è internet (insieme di reti in unainfrastruttura), due cose distinte. Eniac primo Computer, era un elaboratore di datiIl primo computer anni 1965: Olivetti P101 in ItaliaPrima rete neurale nel 1942, AI nel 1956Punto di singolarità tecnologica: punto in cui una singola macchiina sarà in grado di avere una capacitàcomputazionale (memorizzare e calcolare) maggiore di tutti gli esseri umani insieme, secondo RaymondKurzweil.L’architettura di von Neumann- i diversi calcolatori esistenti differiscono molto tra di loro dal punto di vista dell’hardware- quasi tutti si basano su un’archittettura comune chiamata archittettura di von Neumann (o macchina di vonNeumann)- CPU (central processing unit): processori, dispositivi che esegue le elaborazioni, composto da ALU (eseguecalcoli aritmetici e logici) e UNITA DI CONTROLLO (CU). - Memoria: RAM memorizza dati e programmi, è un supporto per la CPU, è organizzata in celle di lunghezzafissa (es 8 bit, SEMPRE MULTIPLI DI 2), identificato da un indirizzo numerico.- Interfaccia Input/Output (I/O): consentono al calcolatore di comuniare con le periferiche di i/o (mouse,tasiera, monitor) che sono estern al sistema- Bus: dove scorrono le informazioni (elettroni), canale di comunicazione tra i vari componenti (bus indirizzi,bus dati, bus di controllo)- Hardisk: memoria secondaria, molto differente dalla memoria della macchinaBUS: collega le varie componenti (fisicamente separate) di un calcolatore, come per esempio processore ememoria centrale. È costoso collegare ogni componente a tutti gli altri se questi ultimi sono molti, quindi si usaun unico collegamento condiviso: Bus di sistema (insieme di colegamenti solitamente in rame, che connettetutti i componenti di un’architettura).