Le Basi dell’informatica, Schemi e mappe concettuali di Informatica

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• CAD – B condotto da Daniela Sidari 05.11.

COS’È L’INFORMATICA?

Il termine “informatica” proviene dalla lingua francese, esattamente da “INFORmation electronique ou automaTIQUE”; tale termine intende che il trattamento dell’informazione avviene in automatico mediante un elaboratore.

L’informatica è bensì la scienza che studia la rappresentazione, la memorizzazione, l’elaborazione e la trasmissione dell’informazione.

LA PROGRAMMAZIONE

È l'attività con cui si predispone l'elaboratore ad eseguire un particolare insieme di azioni su una particolare tipologia di dati , allo scopo di risolvere un problema.

La CPU e’ il “cervello” del calcolatore e il suo compito è quello di eseguire i programmi, residenti nella memoria, leggendo ed eseguendo le loro istruzioni.

Questa è composta da diverse parti:

• l’unità di controllo: legge le istruzioni della memoria
• l’unità aritmetico logica : esegue le operazioni aritmetiche (come addizione e

sottrazione) e logiche (come AND e OR)

• una piccola memoria.

I componenti sono collegati tra loro attraverso dei bus.

CPU ( Central Processing Unit)

Controllo

Unità Aritmetico logica

Registri Memoria Centrale

Unità Disco Monitor

Unità centrale CPU

Dispositivi di ingresso\uscita

bus

Un calcolatore è composto da:

• CPU,
• memorie e dispositivi di input/output.

Memorie

Nel contesto dell’architettura di Von Neumann, la memoria è l’unità del computer destinata a conservare informazioni per un certo periodo di tempo. La memorizzazione di informazioni in memoria, e il successivo recupero delle medesime, sono operazioni fondamentali per il funzionamento del computer.

Una memoria può essere considerata in astratto come una sequenza finita di contenitori di dati (celle). Ogni cella contiene un bit, cioè un valore numerico binario che può essere 0 oppure 1. Tipicamente i bit si considerano a gruppi di 8 (detti byte) o di multipli di 8 (ad esempio, word di 16 bit, double-word di 32 bit; quad-word di 64 bit, ecc.). I gruppi di celle (nei moderni PC, le doubleword o le quad-word) sono dette “locazioni di memoria” e ciascuna è individuata da un preciso indirizzo, espresso tramite un numero intero positivo. Quindi si può considerare la memoria come una sequenza finita di locazioni, ciascuna avente una certa dimensione (espressa in numero di bit) ed associata ad un indirizzo numerico univoco e progressivo.

La seguente tabella rappresenta, a titolo di esempio, un piccolo frammento di memoria:

Indirizzo della locazione Valore memorizzato (dimensione di 32 bit)

0 01010101010101010101010101010101

1 01111111010101010101111101010101

2 01010101010101010101111111110101

… …

La memoria si misura in multipli del byte.

Si noti che poiché il computer usa il sistema binario (basato sui simboli 0 e

1. i multipli del byte sono potenze di due.

Ad esempio Il kilobyte è un'unità di misura dell'informazione o della quantità di dati e fa parte dei vari multipli del byte.

1 kilobyte = 2^10 byte = 1024 byte.

MEMORIA CENTRALE

• RAM (Random-Access Memory - memoria ad accesso casuale)
• ROM (Read-Only Memory - memoria a sola lettura)
• CACHE (dal termine francese caché che significa “nascosto”)

La RAM è utilizzata come memoria di lavoro, ovvero come memoria veloce dove immagazzinare temporaneamente i dati che sono necessari per l’elaborazione. È una memoria volatile, cioè essa perde il proprio contenuto allo spegnimento del computer. All’interno della RAM sono memorizzati tipicamente i programmi che l’utente vuole eseguire (ad esempio software di videoscrittura) e i dati utilizzati da tali programmi (come i documenti).

RAM

La CACHE è un tipo di memoria volatile come la RAM, ma molto più veloce (e quindi più costosa) di questa. Per tale ragione, la dimensione della memoria cache è tipicamente molto piccola in confronto a quella della RAM. La cache funge da intermediario fra CPU e RAM.

CACHE

CPU

CACHE

RAM

bus

MEMORIE DI MASSA

La memoria secondaria o memoria di massa, ha la caratteristica principale di essere “non volatile”, ovvero presenta la possibilità di memorizzare i dati permanentemente. Essa ha un costo sensibilmente inferiore rispetto alla memoria centrale, ma è anche molto più lenta.

I principali rappresentanti di questa categoria di memoria sono gli hard disk e i supporti di memorizzazione rimovibili come dischi floppy, CD, DVD, ecc …

Il disco rigido è una delle tipologie di dispositivi di memoria di massa attualmente più utilizzate, caratterizzato da elevate prestazioni (velocità di trasferimento dei dati), affidabilità (resistenza ai guasti) e capacità (valori tipici si aggirano intorno ai 1000 Gigabyte). Le informazioni possono essere memorizzate sulla superficie del disco a seguito di un’operazione, detta formattazione , che organizza il cerchio di ciascun disco in corone circolari concentriche (tracce) e ciascuna traccia in settori. All’interno di questi ultimi sono memorizzate le informazioni.

Testina di lettura e scrittura

Braccio del disco

preambolo

Gap fra settori

dato ( 512 byte )

S codice di correzione

E T T O R E

Direzione del movimento del braccio