secondo set di slide

Nozioni introduttive
Francesco Tapparo
Informatica e Bioinformatica AA 2013-2014
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Cosa è l'informatica
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Informatica = informazione automatica
L’informatica è la scienza che studia la
rappresentazione e l’elaborazione delle
informazioni nonché la realizzazione
automatica di tali elaborazioni.
Dato: un'informazione codificata in forma
adatta per essere trattato da un
elaboratore.
Francesco Tapparo
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Algoritmo
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Algoritmo: una sequenza finita di passi,
ognuno dal significato chiaro e univoco,
che porta alla soluzione di un problema.
Input →algoritmo → output
Esempio: calcolare la media di un insieme
di numeri
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Sistema di elaborazione
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Un oggetto che implementa
un'elaborazione di un input per emettere
un output
Esempi:
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Computer
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Computer: sistema di elaborazione che
può essere istruito per eseguire qualsiasi
tipo di algoritmo
Programma: traduzione di un algoritmo in
una serie di istruzioni eseguibili da un
computer
vantaggio: i programmi sono trasferibili e
ripetibili
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Linguaggi di programmazione
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Linguaggio di programmazione:
Linguaggio rigoroso che permette la
formalizzazione di un algoritmo in un
programma
Esempio: stampare l'area di un quadrato
di lato 2
int lato=2;
int area=l*l;
printf(“lato del quadrato: %d”,area);
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Architettura di Von Neumann
memoria
centrale
CPU
Bus di sistema
monitor
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Memoria
secondaria
Altre periferiche
di I/O
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CPU
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Interpreta un linguaggio base detto
linguaggio macchina
È costituita da
Francesco Tapparo
–
Unità aritmetico logica (ALU)
–
Registri (come PC e IR)
–
Unità di controllo
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CPU
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Ciclo Accedi-Decodifica-Esegui (ADE)
–
Accedi
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–
Francesco Tapparo
Incremento di PC
Decodifica
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–
Lettura della cella di memoria puntata da PC e copia
tale cella in IR
Analizza l'istruzione e trova il sottocircuito della ALU
da attivare
Esegui:
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Attiva il circuito della ALU
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Esegui eventuali salti modificando PC
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CPU
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Ogni computer ha un orologio interno
detto clock
Il clock invia impulsi alla cpu ad intervalli
regolari
Ad ogni impulso parte un nuovo ciclo ADE
La velocità di clock dei computer attuali si
misura in Ghz (miliardi di cicli al secondo)
Francesco Tapparo
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Memoria centrale
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La memoria centrale è costituita di
numerose cellette che possono trovarsi in
due stati: acceso o spento.
L'informazione nella memoria è quindi
rappresentata da una lunga sequenza di
bit: 1 se la cella corrispondente è accesa
e 0 se è spenta
Byte=8 bit; parola=4 o 8 byte
Ogni byte della memoria è identificato da
un indirizzo unico
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Memoria centrale
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La memoria centrale viene detta RAM
(random access memory)
Un programma, per essere eseguito,
viene sempre prima copiato nella RAM
Caratteristiche principali
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–
Altissima velocità di accesso
–
Volatilità
–
Accesso ad ogni cella indipendente dalla
sua posizione
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Memoria centrale
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Altri tipi di memoria centrale
–
ROM (read only memory)
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–
Cache
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Francesco Tapparo
Velocità elevata (ma più lenta della RAM)
Accesso casuale
Non volatile
Velocità molto elevata
Usata per velocizzare gli accessi della CPU
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Multipli principali del byte
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Kilobyte (KB): 210 byte=1024 byte
20
Megabyte (MB): 2 byte=1024 KB
30
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Gigabyte (GB): 2 byte=1024 MB
●
Terabyte (TB): 240 byte=1024 GB
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Bus
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Ciclo di accesso al bus
–
Un dispositivo prende il controllo del bus
–
Viene inviato il dato
–
Il bus viene liberato
Tradizionalmente c'era un unico bus per
tutto il pc (nei computer moderni ce ne
sono vari)
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Memoria secondaria
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Memoria dove vengono matenuti i dati e i
programmi non attivi
–
Non volatile
–
Alta capacità (anche dell'ordine dei TB)
Alcuni tipi di memoria secondaria
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–
Hard disk
–
Dischi ottici (CD/DVD)
–
Memoria flash
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Hard disk
Nota: essendo un dispositivo meccanico l'hard disk è molto maggiormente
Soggetto ad usura della memoria centrale
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Gerarchia delle memorie
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Dispositivi di input/output
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consentono l’acquisizione di dati (input), la
loro, archiviazione (storage) e la loro
presentazione verso il mondo esterno
(output)
Esempi:
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–
Tastiera
–
Monitor e scheda video
–
Scheda di rete
–
mouse
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