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1 CORSO BASE DI TECNICO RIPARATORE HARDWARE Introduzione all informatica: Hardware e Software Docente: Dott. Ing. Antonio Pagano

2 ORIGINI DEI CALCOLATORI Nato come potente strumento di calcolo per i centri di studio e di ricerca, oggi il PC è una macchina tuttofare con cui è possibile eseguire le operazioni più disperate: non solo scrivere un testo o aggiornare un bilancio, ma anche disegnare, ritoccare fotografie, montare un video girato in vacanza. Con il computer ci si può collegare a Internet e fare acquisti in un supermercato on-line, si può scrivere ad amici lontani o conversare con altre persone collegate in un ambiente virtuale.

3 DEFINIZIONE La parola informatica deriva da due termini INFORmazione ed automatica. L informatica è quindi la disciplina/scienza che studia strumenti e procedure atte al trattamento automatico delle informazioni attraverso il computer e le altre apparecchiature ad esso collegate.

4 HARDWARE E SOFTWARE 1/2 La prima scomposizione di un calcolatore e` relativa ai seguenti macro-componenti: Hardware Insieme delle sue componenti elettroniche e meccaniche Software Insieme dei programmi che consentono all hardware di svolgere dei compiti utili. Il software si divide in software di base (tra cui il sistema operativo) e il software applicativo. L architettura calcolatore reale è molto complessa. dell hardware di un

5 HARDWARE E SOFTWARE 2/2 La scelta dell HW e del SW ottimali deve essere fatta tenendo in considerazione l uso che verrà fatto del computer; L abilità di un assemblatore sta nel trovare il compromesso giusto in termini di prestazioni, affidabilità e prezzo; La scelta del software dipende quasi sempre dall hardware a disposizione.

6 MODELLO A STRATI Hardware e software sono organizzati a livello (strati); Ciascun livello corrisponde a una macchina (reale o virtuale) in grado di eseguire un proprio insieme di operazioni; Ciascun livello fornisce un insieme di operazioni piu semplici da utilizzare rispetto a quelle del livello sottostante.

7 JOHN VON NEUMANN Il primo calcolatore costruito era utile per eseguire calcoli balistici, meteorologici o sulle reazioni nucleari, ma è una macchina limitata, quasi del tutto priva di memoria e di elasticità; in altre parole, una macchina stupida. Per migliorare un simile marchingegno c'e bisogno di quell'intuizione che una decina d'anni prima aveva avuto Alan Turing nel suo articolo sui numeri computabili, e cioè permettere al computer di modificare il proprio comportamento, o, in altre parole, imparare un software. Nel 1945 esce, così, First Draft of a Report on the Edvac. L'EDVAC (Electronic Discrete Variables Automatic Computer) è la prima macchina digitale programmabile tramite un software: è nata "l'architettura di von Neumann".

8 INIZIAMO CON UN ESEMPIO Supponiamo di avere un esecutore e di voler scrivere algoritmi per esso: Occorre sapere quali sono le sue capacita. Facciamo alcune ipotesi sul nostro esecutore: Comprende un linguaggio simbolico Puo acquisire numeri interi in ingresso e produrli in uscita Puo eseguire somme, sottrazioni e verifiche di uguaglianza o disuguaglianza.

9 UN ALGORITMO ESEGUIBILE

10 LA MACCHINA DI VON NEUMANN La nostra macchina ha capacita` simili alla macchina di Von Neumann, progettata da von Neumann, Burke e Goldstine a Princeton nel 1947.

11 COMPOSIZIONE DELLA MACCHINA DI V.N. 1/2 Memoria: conserva la codifica di dati e programmi ed e` costituita da una sequenza di celle identiche, univocamente numerate Unita` di elaborazione (Central Processing Unit, CPU): Unita` aritmetico-logica (Arithmetic logic unit, ALU): esegue le istruzioni aritmetiche (somme, sottrazioni, confronti con zero) e logiche (congiunzione, disgiunzione, negazione); Registri: durante l esecuzione, sono preposti a contenere l istruzione in esecuzione e gli operandi per le operazioni effettuare dalla ALU; Unita` di controllo: governa la sequenza in cui le istruzioni sono eseguite.

12 COMPOSIZIONE DELLA MACCHINA DI V.N. 2/2 Unita` di all esterno; ingresso e uscita: comunicano e ricevono i dati Bus di comunicazione: canali di comunicazione che permettono il trasferimento di dati tra le varie unita`. L architettura della macchina permette l esecuzione di programmi diversi senza modificare la macchina stessa o la sua configurazione.

13 FUNZIONALITA DI UN CALCOLATORE

14 CARATTERISTICE DI UN CALCOLATORE Flessibilita Adatto a svolgere diversi tipoligie di compiti Modularita Ogni componente ha una funzione specfica Scalabilita Ogni componente puo essere sostituito con uno equivalente Standardizzazione Componenti facilmente sostituibili in caso di malfunzionamento Riduzione dei costi Grazie alla produzione su lagra scala Semplicita Di installazione e utilizzo del sistema

15 MODELLO CONCETTUALE

16 MODELLO REALE

17 UNITA DI MISURA 1/2 Il computer, essendo formato da dispositivi elettronici che possono assumere due diversi stati, opera sulla base di una aritmetica binaria e riconosce fondamentalmente due segnali: - 0 (spento) - 1 (acceso) L unità minima di informazione binaria (che può quindi assumere solo gli stati 0 e 1) è detta bit.

18 UNITA DI MISURA 2/2 Ogni gruppo di 8 bit è detto byte, il numero 8 deriva dal numero di bit necessari (in alcune codifiche) per rappresentare un carattere. I multipli tipici dei byte sono: 1 kb = 1 kilobyte = 2 10 byte = 1024 byte 1 MB = 1 Megabyte = 2 20 byte = 1024 kb 1 GB = 1 Gigabyte = 2 30 byte = 1024 MB 1 TB = 1 Terabyte = 2 40 byte = 1024 GB 1 PB = 1 petabyte = 2 50 byte = 1024 TB 1 EB = 1 exabyte = 2 60 byte = 1024 PB 1 ZB = 1 zettabyte = 2 70 byte = 1024 EB 1 YB = 1 yottabyte = 2 80 byte = 1024 ZB

19 Grazie