Hardware
Cos’è un computer? Un computer è un elaboratore di informazione. Un computer: riceve informazione in ingresso (input) elabora questa informazione Può memorizzare (in modo temporaneo o permanente) l’informazione Produce informazione elaborando i dati di input (output) Può comunicare con altri computer
Vari tipi di computer Piccoli computer sono presenti in elettrodomestici. Quali sono i computer con cui abbiamo a che fare? Supercomputer: macchine di elevatissima capacità e di costo elevato: elaborazione di enormi volumi di dati Mainframe: utilizzati da grandi aziende, grandi istituzioni Workstation: utilizzati per calcoli scientifici e matematici Microcomputer o Personal Computer Microcontroller: piccoli microprocessori all’interno di elettrodomestici, automobili
Cos’è un server? Con server non si descrivono le dimensioni di un computer ma il modo in cui viene utilizzato Un server ha lo scopo di offrire servizi ad altri computer (client): Gestore del traffico di rete Server di posta elettronica Contenere i dati di una certa organizzazione Non è necessario che i dati siano presenti su tutti i computer. I client si collegano al server e leggono i dati
Hardware/Software Hardware: dispostivi fisici di un computer (unità di sistema, schermo, tastiera, mouse, stampanti, …) Software: costituito dai programmi, istruzioni per indirizzare le operazioni del computer (sistema operativo, programmi applicativi)
Hardware Costituenti fondamentali Unità di sistema (unità centrale) Memoria secondaria Hardware di input Hardware di output
Unità di sistema – Sistema Binario Ricordiamo che l’informazione e i dati in un computer sono rappresentati utilizzando una codifica binaria (2 livelli di tensione: alta/bassa). Modello sicuro: evita interferenze Si associa un livello di tensione (per es. alta) al valore 1 e l’altro livello di tensione (per es. bassa) al valore 0
Unità di sistema Unità di sistema contiene: la scheda madre con processore e memoria L’alimentatore Dispositivi di memorizzazione Altre schede (scheda ethernet, scheda audio, scheda video)
Scheda madre
Processore
Memoria
Microprocessore
Microprocessore (CPU, Central Processing Unit): circuito miniaturizzato che si occupa dell’elaborazione dei dati Il microprocessore: legge informazione (input), la elabora e produce output Costituito da transistor: elaborano informazione binaria Un microprocessore (chip) è costituito da milioni di circuiti elettronici stampati su un circuito di silicio. Due tipi di chip:
CISC: eseguono molti tipi di istruzioni, lenti (PC) RISC: eseguono pochi tipi di istruzioni, veloci (workstation)
Microprocessore – velocità elaborazione
La velocità di un microprocessore viene espressa in hertz (unità misura di frequenza). In particolare megahertz (MHz) e gigahertz (GHz).
1 megahertz (simbolo MHz) = 106 Hz = 1.000.000 Hz 1 gigahertz (simbolo GHz) = 109 Hz = 1.000.000.000 Hz
Perché viene utilizzata una misura di frequenza? Ogni microprocessore ha un orologio di sistema (clock) L’orologio di sistema controlla la velocità delle operazioni del computer Invia una sequenza costante di impulsi digitali alla CPU (cicli della CPU) Più gli impulsi sono ravvicinati, più è veloce l’esecuzione dei dati Cercate la frequenza di un processore di PC.
Il funzionamento del microprocessore
Parola: numero di bit che un microprocessore può elaborare contemporaneamente In genere parole di 32 o 64 bit. Più grande una parola, più il microprocessore può elaborare grandi quantità di dati velocemente
Il funzionamento del microprocessore
Il microprocessore collabora con altri circuiti e con la memoria per elaborare l’informazione CPU: è il cervello del computer
Esegue le istruzioni software per elaborare i dati
Modello di von Neumann
John von Neumann (Budapest, 1903 Washington, USA, 1957) matematico che ha dato contributi fondamentali in diversi campi della matematica, della fisica, dell’economia e dell’informatica. In particolare ha elaborato il primo schema di calcolatore elettronico (macchina di von Neumann, 1946) Due aspetti fondamentali della macchina di von Neumann: esecuzione delle operazioni e coordinamento delle operazioni
Macchina di von Neumann CPU
Input
Output
Memoria
Le comunicazioni tra le varie componenti di un computer (CPU, memoria, periferiche input/output) avviene tramite bus
