CORSO BASE CORSO BASE DIDI“TECNICO RIPARATORE HARDWARE” “TECNICO RIPARATORE HARDWARE”

Docente:Docente:Dott. Ing. Dott. Ing. Antonio PaganoAntonio Pagano

“Introduzione all’informatica: “Introduzione all’informatica: Hardware e Software”Hardware e Software”

ORIGINI DEI CALCOLATORIORIGINI DEI CALCOLATORI

NatoNato comecome potentepotente strumentostrumento didi calcolocalcolo perper ii centricentri didi studiostudio ee didiricerca,ricerca, oggioggi ilil PCPC èè unauna macchinamacchina tuttofaretuttofare concon cuicui èè possibilepossibileeseguireeseguire lele operazionioperazioni piùpiù disperatedisperate:: nonnon solosolo scriverescrivere unun testotesto ooaggiornareaggiornare unun bilancio,bilancio, mama ancheanche disegnare,disegnare, ritoccareritoccare fotografie,fotografie,montaremontareunun videovideo giratogirato inin vacanzavacanza.. ConCon ilil computercomputercici sisi puòpuòmontaremontareunun videovideo giratogirato inin vacanzavacanza.. ConCon ilil computercomputercici sisi puòpuòcollegarecollegare aa InternetInternet ee farefare acquistiacquisti inin unun supermercatosupermercato onon--line,line, sisipuòpuò scriverescrivere adad amiciamici lontanilontani oo conversareconversare concon altrealtre personepersonecollegatecollegate inin unun ambienteambiente virtualevirtuale..

DEFINIZIONEDEFINIZIONE

LaLa parolaparola informaticainformatica derivaderiva dada duedue terminitermini INFORINFORmazionemazione ededautoautoMATICAMATICA ..

L’informaticaL’informatica èèquindiquindi lala disciplina/scienzadisciplina/scienzachechestudiastudiastrumentistrumentieeL’informaticaL’informatica èèquindiquindi lala disciplina/scienzadisciplina/scienzachechestudiastudiastrumentistrumentieeprocedureprocedure atteatte alal trattamentotrattamento automaticoautomatico delledelle informazioniinformazioniattraversoattraverso ilil computercomputer ee lele altrealtre apparecchiatureapparecchiature adad essoesso collegatecollegate..

HARDWARE E SOFTWARE 1/2HARDWARE E SOFTWARE 1/2

LaLa primaprima scomposizionescomposizione didi unun calcolatorecalcolatore ee` relativarelativa aiai seguentiseguenti

macromacro--componenticomponenti::

�� HardwareHardware

InsiemeInsiemedelledellesuesuecomponenticomponentielettronicheelettronicheeemeccanichemeccanicheInsiemeInsiemedelledellesuesuecomponenticomponentielettronicheelettronicheeemeccanichemeccaniche

�� SoftwareSoftware

InsiemeInsieme deidei programmiprogrammi cheche consentonoconsentono all’hardwareall’hardware didi svolgeresvolgeredeidei compiticompiti utiliutili ..

IlIl softwaresoftware sisi dividedivide inin softwaresoftware didi basebase (tra(tra cuicui ilil sistemasistema operativo)operativo)

ee ilil softwaresoftware applicativoapplicativo.. L’architetturaL’architettura dell’hardwaredell’hardware didi ununcalcolatorecalcolatore realereale èè moltomolto complessacomplessa..

HARDWARE E SOFTWARE 2/HARDWARE E SOFTWARE 2/22

�� La La sceltascelta dell’HWdell’HW ee deldel SWSW ottimaliottimali devedeve essereessere fattafatta tenendotenendo ininconsiderazioneconsiderazione l’usol’uso cheche verràverrà fattofatto deldel computercomputer;;

�� L’abilitàL’abilità didi unun assemblatoreassemblatore stasta nelnel trovaretrovare ilil compromessocompromesso giustogiustoinin terminiterminididi prestazioni,prestazioni,affidabilitàaffidabilitàeeprezzoprezzo;;inin terminiterminididi prestazioni,prestazioni,affidabilitàaffidabilitàeeprezzoprezzo;;

�� LaLa sceltascelta deldel softwaresoftware dipendedipende quasiquasi sempresempre dall’hardwaredall’hardware aadisposizionedisposizione..

MODELLO A STRATIMODELLO A STRATI

•• HardwareHardware ee softwaresoftware sonosono organizzatiorganizzati aa livellolivello (strati)(strati);;

•• CiascunCiascun livellolivello corrispondecorrisponde aa unauna macchinamacchina (reale(reale oo virtuale)virtuale) inin

gradogrado didi eseguireeseguire unun proprioproprio insiemeinsieme didi operazionioperazioni;;

•• CiascunCiascunlivellolivello forniscefornisceununinsiemeinsiemedidi operazionioperazionipiu’piu’ semplicisemplicidada•• CiascunCiascunlivellolivello forniscefornisceununinsiemeinsiemedidi operazionioperazionipiu’piu’ semplicisemplicidada

utilizzareutilizzare rispettorispetto aa quellequelle deldel livellolivello sottostantesottostante..

JOHN VON NEUMANNJOHN VON NEUMANN

IlIl primoprimo calcolatorecalcolatore costruitocostruito eraera utileutile perper eseguireeseguire calcolicalcoli balistici,balistici,meteorologicimeteorologici oo sullesulle reazionireazioni nucleari,nucleari, mama èè unauna macchinamacchina limitata,limitata,quasiquasi deldel tuttotutto privapriva didi memoriamemoria ee didi elasticitàelasticità;; inin altrealtre parole,parole, unaunamacchinamacchina stupidastupida..

PerPer miglioraremigliorare unun similesimile marchingegnomarchingegno c'ec'e bisognobisogno didiquell'intuizionequell'intuizione cheche unauna decinadecina d'annid'anni primaprima avevaaveva avutoavuto AlanAlanTuringTuring nelnel suosuo articoloarticolo suisui numerinumeri computabili,computabili, ee cioècioè permetterepermettere alalcomputercomputer didi modificaremodificare ilil proprioproprio comportamento,comportamento, o,o, inin altrealtreparole,parole, imparareimparare unun softwaresoftware.. NelNel 19451945 esce,esce, così,così, FirstFirst DraftDraft ofof aaReportReport onon thethe EdvacEdvac.. L'EDVACL'EDVAC (Electronic(Electronic DiscreteDiscrete VariablesVariablesAutomaticAutomatic Computer)Computer) èè lala primaprima macchinamacchina digitaledigitale programmabileprogrammabiletramitetramite unun softwaresoftware:: èè natanata "l'architettura"l'architettura didi vonvon NeumannNeumann""..

INIZIAMO CON UN ESEMPIOINIZIAMO CON UN ESEMPIO

•• SupponiamoSupponiamo didi avereavere unun esecutoreesecutore ee didi volervoler scriverescrivere

algoritmialgoritmi perper essoesso::

�� OccorreOccorre saperesapere qualiquali sonosono lele suesue capacita’capacita’..

•• FacciamoFacciamoalcunealcuneipotesiipotesisulsulnostronostroesecutoreesecutore::•• FacciamoFacciamoalcunealcuneipotesiipotesisulsulnostronostroesecutoreesecutore::

�� ComprendeComprende unun linguaggiolinguaggio simbolicosimbolico

�� Puo’Puo’ acquisireacquisire numerinumeri interiinteri inin ingressoingresso ee produrliprodurli inin uscitauscita

�� Puo’Puo’ eseguireeseguire somme,somme, sottrazionisottrazioni ee verificheverifiche didi uguaglianzauguaglianza oodisuguaglianzadisuguaglianza..

UN ALGORITMO ESEGUIBILEUN ALGORITMO ESEGUIBILE

LA MACCHINA LA MACCHINA DIDI VON NEUMANNVON NEUMANN

LaLa nostranostra macchinamacchina haha capacita`capacita` similisimili allaalla macchinamacchina didi VonVonNeumannNeumann,, progettataprogettata dada vonvon NeumannNeumann,, BurkeBurke ee GoldstineGoldstine aaPrincetonPrinceton nelnel 19471947..

COMPOSIZIONE DELLA MACCHINA COMPOSIZIONE DELLA MACCHINA DIDI V.N.V.N. 1/21/2

•• MemoriaMemoria:: conservaconserva lala codificacodifica didi datidati ee programmiprogrammi eded ee` costituitacostituita

dada unauna sequenzasequenza didi cellecelle identiche,identiche, univocamenteunivocamente numeratenumerate

•• Unita`Unita` didi elaborazioneelaborazione ((CentralCentral ProcessingProcessing UnitUnit,, CPU)CPU)::

�� Unita`Unita` aritmeticoaritmetico--logicalogica((ArithmeticArithmetic logiclogic unitunit,, ALU)ALU):: esegueeseguelele�� Unita`Unita` aritmeticoaritmetico--logicalogica((ArithmeticArithmetic logiclogic unitunit,, ALU)ALU):: esegueesegueleleistruzioniistruzioni aritmetichearitmetiche (somme,(somme, sottrazioni,sottrazioni, confronticonfronti concon zero)zero) eelogichelogiche (congiunzione,(congiunzione, disgiunzione,disgiunzione, negazione)negazione);;

�� RegistriRegistri:: durantedurante l’esecuzione,l’esecuzione, sonosono prepostipreposti aa contenerecontenerel’istruzionel’istruzione inin esecuzioneesecuzione ee gligli operandioperandi perper lele operazionioperazionieffettuareeffettuare dalladalla ALUALU;;

�� Unita`Unita` didi controllocontrollo:: governagoverna lala sequenzasequenza inin cuicui lele istruzioniistruzioni sonosono

eseguiteeseguite..

COMPOSIZIONE DELLA MACCHINA COMPOSIZIONE DELLA MACCHINA DIDI V.N.V.N. 2/2/22

•• Unita`Unita` didi ingressoingresso ee uscitauscita:: comunicanocomunicano ee ricevonoricevono ii datidatiall’esternoall’esterno;;

•• BusBus didi comunicazionecomunicazione:: canalicanali didi comunicazionecomunicazione cheche permettonopermettono ililtrasferimentotrasferimento didi datidati tratra lele varievarie unita`unita`..

•• L’architetturaL’architettura delladella macchinamacchina permettepermette l’esecuzionel’esecuzione didi programmiprogrammidiversidiversi senzasenza modificaremodificare lala macchinamacchina stessastessa oo lala suasuaconfigurazioneconfigurazione..

FUNZIONALITA’ FUNZIONALITA’ DIDI UN CALCOLATOREUN CALCOLATORE

CARATTERISTICE CARATTERISTICE DIDI UN CALCOLATOREUN CALCOLATORE

•• FlessibilitaFlessibilita’’

AdattoAdatto aa svolgeresvolgere diversidiversi tipoligietipoligie didi compiticompiti

•• ModularitaModularita’’

OgniOgni componentecomponente haha unauna funzionefunzione specficaspecfica

•• ScalabilitaScalabilita’’•• ScalabilitaScalabilita’’

OgniOgni componentecomponente puo’puo’ essereessere sostituitosostituito concon unouno equivalenteequivalente

•• StandardizzazioneStandardizzazione

ComponentiComponenti facilmentefacilmente sostituibilisostituibili inin casocaso didi malfunzionamentomalfunzionamento

•• RiduzioneRiduzione deidei costicosti

GrazieGrazie allaalla produzioneproduzione susu lagralagra scalascala

•• Semplicita’Semplicita’

DiDi installazioneinstallazione ee utilizzoutilizzo deldel sistemasistema

MODELLO CONCETTUALEMODELLO CONCETTUALE

MODELLO REALEMODELLO REALE

UNITA’ UNITA’ DIDI MISURA 1/2MISURA 1/2

�� IlIl computer,computer, essendoessendo formatoformato dada dispositividispositivi elettronicielettronici cheche possonopossonoassumereassumere duedue diversidiversi stati,stati, operaopera sullasulla basebase didi unauna aritmeticaaritmeticabinariabinaria ee riconoscericonosce fondamentalmentefondamentalmente duedue segnalisegnali::

-- 00 (spento)(spento)

-- 11 (acceso)(acceso)

�� L’unitàL’unità minimaminima didi informazioneinformazione binariabinaria (che(che puòpuò quindiquindi assumereassumeresolosolo gligli statistati 00 ee 11)) èè dettadetta bitbit..

UNITA’ UNITA’ DIDI MISURA 2/MISURA 2/22

�� OgniOgni gruppogruppo didi 88 bitbit èè dettodetto byte,byte, ilil numeronumero 88 derivaderiva daldal numeronumero didibitbit necessarinecessari (in(in alcunealcune codifiche)codifiche) perper rappresentarerappresentare unun caratterecarattere..

�� II multiplimultipli tipicitipici deidei bytebyte sonosono::

�� 11kBkB == 11kilobytekilobyte== 221010bytebyte== 10241024bytebyte�� 11kBkB == 11kilobytekilobyte== 22 bytebyte== 10241024bytebyte

�� 11 MBMB == 11 MegabyteMegabyte == 222020bytebyte == 10241024 kBkB

�� 11 GBGB == 11 GigabyteGigabyte == 223030bytebyte == 10241024 MBMB

�� 11 TBTB == 11 TerabyteTerabyte == 224040bytebyte == 10241024 GBGB

�� 11 PBPB == 11 petabytepetabyte == 225050bytebyte == 10241024 TBTB

�� 11 EBEB == 11 exabyteexabyte == 226060bytebyte == 10241024 PBPB

�� 11 ZBZB == 11 zettabytezettabyte == 227070bytebyte == 10241024 EBEB

�� 11 YBYB == 11 yottabyteyottabyte == 228080bytebyte == 10241024 ZBZB

Grazie Grazie