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Periferiche I/O e Memoria: Bus, Processore, RAM, ROM, Memoria Esterna e Periferiche, Appunti di Elementi di Informatica

Una panoramica dettagliata delle periferiche I/O, compresi i bus dedicati come bus di sistema, USB, parallelo e seriale, nonché la scheda madre e i componenti come porte I/O, processore CPU, memoria interna (RAM e ROM) e memoria esterna (hard disk, CD/DVD, chiatte USB, memory card e memoria online). Vengono inoltre descritte le differenze tra memorie elettriche, magnetiche e ottiche, e i livelli di memorie come cache centrale e secondaria.

Tipologia: Appunti

2020/2021

Caricato il 11/08/2022

sara-camino
sara-camino 🇮🇹

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MODELLO VON NEUMANN
cos’è il pc? insieme delle componenti elettroniche presenti all’interno del case
schematizzazione a
blocchi
l’elaboratore può essere visto, in modo grossolano, come l’unione di
quattro moduli interconnessi e cooperanti, ognuno con il suo specifico
compito
-processore o CPU (cuore del sistema)
- controlla e gestisce tutte le operazioni del calcolatore
-memoria di massa (per lo stoccaggio dell’informazione)
-memoria centrale
- memoria interna
- residente fisicamente sulla scheda madre
- memoria esterna
- non è sulla scheda madre
- è connessa attraverso appositi cavi e connettori.
-periferiche I/O che colloquiano tramite linee dedicate dette bus
Scheda Madre o
Motherboard
piastra base sulla quale tutti i componenti sono saldati
porte I/O - porta seriale
- una delle porte “storiche” del computer
- permette l’accesso di un singolo segnale alla volta
- è una porta di input/output per l'invio di informazioni alla
velocità di un bit alla volta e veniva usata per collegare
mouse o tastiera
- è stata rimpiazzata dalla porta parallela
- porta parallela
- molto più veloce, dato che i dati viaggiano in parallelo, cioè
tutti assieme come le auto in diverse corsie
- viene usata per stampanti, scanner e altre apparecchiature
più complesse
- sostituite dalla porta USB
- porta USB
- Universal Serial Bus
- porta molto veloce che permette di collegare (quasi) tutti i
dispositivi periferici: è una porta universale
- si possono collegare in cascata più periferiche senza dover
spegnere il PC
- porta VGA
- utilizzata per i monitor analogici
- porta di rete
- porta Ethernet per collegare il computer alla rete
- porta Firewire
- creata dalla Apple, molto simile all'USB, è una porta di
nuova generazione che permette il trasferimento di grandi
quantità di dati in modo molto veloce.
- adatta al collegamento di macchine fotografiche digitali e
videocamere
- porte DVI e HDMI
- permettono di collegare un monitor digitale o una TV
digitale
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Scarica Periferiche I/O e Memoria: Bus, Processore, RAM, ROM, Memoria Esterna e Periferiche e più Appunti in PDF di Elementi di Informatica solo su Docsity!

MODELLO VON NEUMANN

cos’è il pc? insieme delle componenti elettroniche presenti all’interno del case schematizzazione a blocchi l’elaboratore può essere visto, in modo grossolano, come l’unione di quattro moduli interconnessi e cooperanti, ognuno con il suo specifico compito

  • processore o CPU (cuore del sistema)
    • controlla e gestisce tutte le operazioni del calcolatore
  • memoria di massa (per lo stoccaggio dell’informazione)
  • memoria centrale
    • memoria interna
      • residente fisicamente sulla scheda madre
    • memoria esterna
      • non è sulla scheda madre
      • è connessa attraverso appositi cavi e connettori.
  • periferiche I/O che colloquiano tramite linee dedicate dette bus Scheda Madre o Motherboard piastra base sulla quale tutti i componenti sono saldati porte I/O - porta seriale
  • una delle porte “storiche” del computer
  • permette l’accesso di un singolo segnale alla volta
  • è una porta di input/output per l'invio di informazioni alla velocità di un bit alla volta e veniva usata per collegare mouse o tastiera
  • è stata rimpiazzata dalla porta parallela
  • porta parallela
    • molto più veloce, dato che i dati viaggiano in parallelo, cioè tutti assieme come le auto in diverse corsie
    • viene usata per stampanti, scanner e altre apparecchiature più complesse
    • sostituite dalla porta USB
  • porta USB
    • Universal Serial Bus
    • porta molto veloce che permette di collegare (quasi) tutti i dispositivi periferici: è una porta universale
    • si possono collegare in cascata più periferiche senza dover spegnere il PC
  • porta VGA
    • utilizzata per i monitor analogici
  • porta di rete
    • porta Ethernet per collegare il computer alla rete
  • porta Firewire
    • creata dalla Apple, molto simile all'USB, è una porta di nuova generazione che permette il trasferimento di grandi quantità di dati in modo molto veloce.
    • adatta al collegamento di macchine fotografiche digitali e videocamere
  • porte DVI e HDMI
    • permettono di collegare un monitor digitale o una TV digitale

bus di sistema costituito da una serie di connessioni elementari lungo le quali viene trasferita l’informazione, che collegano il processore alla memoria o all’interfaccia di una specifica periferica A seconda del tipo di informazione trasportata ci sono 3 tipi di bus:

  • bus dati
  • bus indirizzi
  • bus controlli

PROCESSORE CPU

Fattori che influenzano le prestazioni di un computer

  • processore
  • scheda grafica
  • scheda video operazioni - Operazioni aritmetico/logiche
  • Spostamento dei dati
  • Controllo di altri elementi hardware unità - Unità di Controllo o CU
  • Control Unit
  • cosa fa
  • Acquisisce istruzioni/dati dalla memoria
  • Interpreta le istruzioni
  • Coordina la ALU
  • Trasferisce alla memoria centrale i dati elaborati dalla CPU
  • Unità Aritmetico Logica o ALU
  • Arithmetic Logic Unit
  • cosa fa
  • esecuzione delle operazioni logico/matematiche registri particolari memorie che contengono i dati e gli indirizzi delle istruzioni operazioni del processore - operazione aritmetica
  • operazione logica
  • operazione di controllo Ogni processore ha un particolare insieme di istruzioni che è capace di eseguire (chipset). come sono espresse e istruzioni? linguaggio macchina
  • particolare codice che può essere interpretato dall’unità di controllo
  • ogni operazione “complessa” è suddivisa in operazioni elementari (dette cicli di istruzione) che il processore è in grado di eseguire (somma, lettura di un dato, ecc) velocità o frequenza con cui esegue le operazioni
  • la velocità di un processore si esprime in milioni di operazioni al secondo realizzate
  • la velocità si misura in
  • Mhz (megahertz = Mhz = milioni di cicli al secondo)
  • attualmente in Ghz (Gigahertz = Ghz = miliardi di operazioni al secondo)
  • Memory card
  • Dischi on line
  • Floppy disk, nastri, zip disk, ecc.

MEMORIA INTERNA

RAM E ROM

RAM ROM

acronimo Random Access Memory Read Only Memory caratteristiche memoria di lavoro: i dati e i programmi non sono utilizzabili da parte del processore se non si trovano all'interno della RAM, dalla quale vengono estratti per le necessarie elaborazioni il firmware della ROM si chiama BIOS che significa proprio Basic Input Output System, ovvero le operazioni base che un PC effettua all'avvio fasi avvio pc (bootstrap)

  • verifica dell’hardware
  • attivazione dell’hardware
  • avvio del software di base del computer, il sistema operativo che vedremo quando si parlerà del software cosa contiene qualsiasi dato e programma che il computer sta elaborando le informazioni per l'avvio del PC dimensioni più grande più piccola veloce o no veloce lenta permanente o no non permanente permanente (fino a successiva sovrascrittura) tipo elettrico è formata da microscopici condensatori ognuno dei quali memorizza un bit magnetico formata da materiali capaci di assumere e mantenere una magnetizzazione positiva o negativa ESEMPIO dialogo tra il processore e le memorie nel caso di modifica e salvataggio di una lettera in Word
  1. Per modificare una lettera per prima cosa noi andiamo nella cartella dell’hard disk dove è salvata. Quindi il processore va ad interagire con l’hard disk
  2. la lettera viene caricata nella memoria RAM a. A noi appare la clessidra che indica che la lettera si sta aprendo
  3. Si comincia a scrivere e a modificare il testo della lettera a. Il processore esegue queste operazioni sulla copia della lettera presente nella memoria RAM
  4. Abbiamo finito le modifiche a. Chiudiamo Word e appare la richiesta di salvataggio delle modifiche, che confermiamo b. Il processore riporta la lettera nell’hard disk al posto dell’originale

c. Noi attendiamo qualche attimo che si chiuda il programma Word Perché tutti questi passaggi? La causa è la diversa velocità delle due memorie: per motivi costruttivi, che vedremo, l’hard disk è una memoria “lenta”, la RAM è velocissima. livelli di memorie CACHE CENTRALE SECONDARIA velocità molto veloce veloce lenta dimensioni piccole medie grandi costo costosa abbastanza costosa economica caratteristiche memoria temporanea utilizzata per migliorare il trasferimento dei dati tra la memoria centrale e i registri della CPU 2 livelli di cache:

  • cache di 1° livello
    • dimensioni da 8Kb fino a 128Kb
    • funziona con la stessa velocità del processore
  • cache di 2° livello
    • posta usualmente in un chip diverso dal processore
    • dimensione che varia tra 128 Kbyte e 2 Mb cosa contiene dati usati più frequentemente dalla CPU

MEMORIA ESTERNA

HARD DISK

cosa contiene permanente o no componenti funzionamento tutti i dati e i programmi che il computer può usare permanente - dischi di materiale magnetizzabile

  • testine di scrittura/lettura
    • serie di dischi magnetici che ruotano attorno ad un perno centrale
    • sulla superficie ci saranno delle sequenze di segnali positivi e negativi: - ognuno è un bit
    • a cui l’ elettrocalamita riesce a trasformare un segnale elettrico in magnetico FLOPPY DISK - caratteristiche
  • permanente
  • Tali variazioni possono essere interpretate come numeri binari
  • lettura
  • un raggio laser ( meno potente del precedente) passa attraverso la plastica trasparente e si focalizza sullo strato riflettente del CD
  • quando il raggio laser incontra un avvallamento esso viene disperso, mentre incontrando una zona piatta viene riflesso ed intercettato da un diodo rilevatore
  • gli avvallamenti sono segnali 0
  • le zone piatte sonos segnali 1
  • vantaggi
  • maggior capacità
  • più affidabili evoluzione CD

- CD ROM

- CD-R

  • CD registrabile
  • la cui scrittura è possibile mediante il masterizzatore, un dispositivo dotato di un raggio laser più potente di un normale lettore, in grado di incidere il CD-R
  • CD-RW
  • CD-Riscrivibile
  • può essere scritto più volte
  • È composto da un materiale cristallino che diviene amorfo al calore del laser e quindi opaco.
  • Per poter essere riscritto, tramite un riscaldamento prolungato a temperatura più bassa è possibile riportare il materiale allo stato cristallino e quindi nuovamente modificabile
  • un CD-RW può generalmente sopportare un migliaio di cicli di scrittura cancellazione
  • DVD
  • Digital Versatile Disk
  • consentono di migliorare le prestazioni in termini di velocità e capacità
  • il raggio laser riesce a incidere e leggere 4 strati di disco
  • Blu-ray
  • disco per video ad alta definizione
  • singolo starto 25 GB, mentre quelli a doppio strato possono arrivare a 50 GB CHIAVETTE USB - memoria di tipo flash
  • memoria a semi-conduttori
  • non volatile e riscrivile
  • memoria fino a 128 Gb MEMORY CARD - memoria di tipo flash
  • memoria da 256 Mb a 64 Gb
  • evoluzione del floppy disk MEMORIA ONLINE
  • server
  • computer che coordina le attività dei PC collegati
  • gli concede l’uso delle risorse in modo ordinato
  • attraverso la sua memoria di massa
  • unità di rete
  • utilità dell’unità di ree
    • mantenere i dati ingombranti in termine di memoria in un solo PC, in modo da non occupare la memoria degli altri
    • evitare la duplicazione di dati tra i vari computer, per avere informazioni omogenee
    • permettere la condivisione di programmi installati su una unica macchina, ecc.
  • memoria online
    • o dischi virtuali
    • Può essere utile come
      • spazio per scambio di file tra utenti
      • per avere una memoria sempre a disposizione, basta collegarsi alla rete, dovunque ci si trovi senza avere il proprio computer

PERIFERICHE

cosa sono? dispositivi che, una volta collegati al PC attraverso le relative porte, permettono l’interazione tra l’uomo e il computer

  • tastiera
  • monitor
  • mouse categorie - periferiche di input
  • permettono l’invio di dati, programmi, richieste al calcolatore
  • periferiche di output
    • permettono di visualizzare i risultati per le richieste effettuate

INPUT

tastiera - numero d i tasti 105

  • schema più utilizzato QWERTY
  • tipi di tasti mouse tipologie
  • Mouse tradizionali
  • distanza tra due pixel in millimetri
  • tanto è più piccola questa distanza, migliore è la qualità dell'immagine
  • varia da 0.24 mm (migliore) a 0.38 (peggiore)
  • creare immagini
  • un fascio di elettroni, colpisce la superficie interna dello schermo. I fosfori così colpiti si illuminano e diventano fosforescenti in modo da creare l’immagine
  • per creare delle immagini
  • in bianco e nero basta un solo fascio luminos
  • a colori ci sono tre fasci colorati
  • verde
  • rosso
  • blu stampanti 4 tipi:
  • ad aghi, o a impatto
  • il trasferimento sulla carta avviene in maniera meccanica premendo un intero carattere o una serie di aghi su di un nastro inchiostrato che va a contatto con la carta lasciando l’immagine desiderata
  • a getto d’inchiostro
  • l’inchiostro viene sparato attraverso una serie di fori calibrati sulla carta per ottenere le forme desiderate
  • laser
  • la pagina da riprodurre viene “scritta” da un raggio laser su un cilindro che ha la circonferenza di base grande come il foglio
  • Il cilindro viene quindi scaldato solo in corrispondenza delle lettere: il calore attira le particelle di toner che si attaccano sul cilindro nei punti riscaldati
  • A questo punto basta far passare il foglio di carta sotto il rullo e si ottiene la pagina stampata
  • stampanti multifunzione
  • dotate di scanner e fax
  • plotter
  • produce disegni di elevata qualità e di grandissime dimensioni utilizzando degli appositi pennini colorati
  • stampanti 3D altoparlanti e cuffie contiene slot per schede di espansione, hard disk esterni, connettori per periferiche come monitor, stampante, tastiera docking station

INPUT/OUTPUT

monitor touch screen modem Consente di trasformare impulsi elettrici provenienti dalla linea telefonica o altre linee dedicate in dati memorizzabili sul calcolatore tipi

  • modem PSDN
  • Public Switched Data Network
  • lavorano su linea telefonica tradizionale, linea commutata
  • con una velocità massima di trasmissione di 56 Kbps
  • modem ISDN
  • Integrated Service Digital Network
  • lavorano su linea telefonica ISDN, una doppia linea telefonica
  • con velocità massima di 128 Kbps
  • modem ADSL
  • Asymmetric Digital Subscriber Line
  • utilizza la trasmissione digitale contemporanea di dati, suoni ed immagini con velocità massima fino a 8 Mbps
  • La trasmissione è asimmetrica, nel senso che la velocità di ricezione è maggiore di quella di trasmissione
  • Modem GPRS e UMTS
  • sono i modem presenti nei navigatori satellitari e nei cellulari che permettono la navigazione in internet anche dal telefonino senza bisogno di cavi telefonici
  • La velocità massima nel caso dell’UMTS è di 3 Mbps
  • Modem HSDPA
  • High Speed Downlink Packet Access
  • permette di avere una banda più larga rispetto anche all’UMTS
  • Tale tecnologia si basa sulle reti UMTS, e consente di raggiungere delle velocità di accesso alla rete elevate se confrontate con i soliti standard dei telefonini
  • Con un HDSPA si possono raggiungere velocità di 1.8 Mbit/s, 3. Mbit/s, 7.2 Mbit/s e 14.4 Mbit/s in downlink (l’uplink è nel caso della 1.8, di 384 Kbit/s per aumentare poi sempre di più con le altre), ma per il futuro non si smentisce che si possa aumentare ancora il transfer rate
  • Naturalmente la velocità varia molto in funzione della copertura.