1 Introduzione ai calcolatori Parte I Informazione Digitale Hardware.
-
Upload
emiliana-casadei -
Category
Documents
-
view
215 -
download
0
Transcript of 1 Introduzione ai calcolatori Parte I Informazione Digitale Hardware.
1
Introduzione ai calcolatori
Parte IInformazione Digitale
Hardware
2
L’era del digitale
Calcolatore memorizzazione di informazioni elaborazione di informazioni
Precondizione: rappresentare in una forma gestibile dal calcolatore diversi tipi di informazione (convenzione)
Codifica digitale
3
L’era del digitale (2)
informazione rappresentazionedigitale
codifica
decodifica
4
Linguaggio digitale
Linguaggio con 2 soli simboli (spesso 0 e 1) BIT (Binary digiT)
Frasi: aggregazioni o sequenze di 0 e 1
È possibile codificare ogni tipo di informazione testo immagini suoni
5
Linguaggio digitale (2)
N informazioni differenti Codificabili in digitale con sequenze di
lunghezza M se 2M N
Esempio 3 informazioni diverse A, B e C sequenze di lunghezza 2 associazione convenzionale alle
informazioni00 A 10 C01 B 11
6
Codifica digitale: simboli
Nel linguaggio scritto (incluse lettere accentate, ...), ci sono circa 180 simboli
Sono necessarie sequenze lunghe 8 bit per codificarli BYTE (1 byte = 8 bit)
Codifica standard ASCII (a 8 bit, 256 simboli) Es: a 00110010
Codifica UNICODE (a 16 bit, 65536 simboli)
7
Un testo è formato dalla sequenza dei codici dei simboli che lo costituiscono
Codifica digitale: testi
il po -->
01101001 01101100 00000000 01110000 01101111
8
Codifica digitale: immagini L’immagine viene suddivisa mediante una
griglia di pixel (risoluzione)
Si definisce il numero di colori che si vogliono distinguere
Si codifica in digitale ogni colore 256 colori --> 8 bit 16 milioni di colori --> 24 bit (codifica RGB)
Ad ogni pixel si associa il codice del colore
9
Codifica digitale: immagini (2)
1 1
1 1 1 1
10
0
0
0
0 0 0 00
0 0
0
00
0 0
00
0
001 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
2 colori bianco: 0, nero: 1
0000000011110001100000100000
un codice per ogni pixel
codifica digitale dell’immagine = sequenza dei suoi pixel
10
Codifica digitale: immagini (3)
Rappresentazione approssimata risoluzione numero di colori
1 1
1 1 1 1
1
11
Codifica digitale: immagini (4)
Formati BMP GIF Compressione: JPEG
non è necessario codificare tutto, basta saper ricostruire l’immagine
si memorizzano solo alcuni pixel (alcune righe o colonne)
gli altri pixel vengono ricostruiti per interpolazione
Immagini in movimento Digitalizzazione di fotogrammi Compressione: MPEG, differenza tra fotogrammi
12
Codifica digitale: suoni
Suono: onda sonora Campionamento Digitalizzazione del valore del campione
Frequenza di campionamento: es 44KHz Bit per campione: es 16 bit Formati compressi: es mp3
t t
13
Indipendentemente dall’informazione di partenza si ottiene sempre una sequenza di bit
Codifica digitale
14
Architettura di un PC
4 componenti principali
processorememoria principalememoria secondariadispositivi di I/0
15
Memoria principale
Contiene Programmi in esecuzione (software di
sistema, applicativi utente) Dati
Caratteristiche Dimensioni: Megabyte (da 64 in su) Velocità di accesso: 60 nanosecondi Volatile Espandibilità (slot di espansione)
NB: 1 nanosecondo corrisponde ad un miliardersimo di secondo
16
Memoria principale (2)
1 Kilobyte = 2 byte = 1024 byte
1 Megabyte = 2 Kilobyte, circa 1.000.000 di byte
1 Gigabyte = 2 Megabyte, circa 1.000.000.000 di byte
1 Terabyte = 2 Gigabyte
10
10
10
10
17
…………………..
000011110101010101010100001100100
1
2
N
si accede ad una cellanoto il suo indirizzo
Memoria principale (3)
18
Processore
Elabora le informazioni contenute nella memoria principale
I calcolatori attuali sono basati sul modello matematico di Von Neumann (anni ’30) Il processore esegue ciclicamente le istruzioni
scritte in linguaggio macchina Il programma e i dati sono nella memoria
principale Il processore, ad ogni ciclo di esecuzione
recupera la prossima istruzione dalla memoria
la esegue
19
Processore (2)
Il processore esegue una istruzione ad ogni ciclo di
clock velocità di esecuzioni misurata in MHz
(tempo di clock)
Esistono diversi tipi di processori con diversi insiemi di istruzioni (macchina) Es. Pentium, Pentium III, Celeron, Sparc,
…
20
Memoria secondaria
Diversi tipi con caratteristiche diverse Hard disk (HD)
supporto magnetico contiene dati e programmi di sistema e
utente installati sul PC usato per la memoria virtuale dimensioni: Gigabyte (da 6 in su)
Floppy disk (FD) supporto magnetico usato per scambio di dati dimensioni ridotte: 1.44 Megabyte
21
Memoria secondaria (2)
CD Rom supporto ottico contiene dati e programmi (usato per la
distribuzione di SW e grandi masse di dati) dimensioni: 650 Megabyte generalmente unità di sola lettura masterizzatori per la scrittura (1 o più
volte)
DVD variante più recente dimensioni: 3-4 Gigabyte
22
Memoria secondaria (3)
Nastri e cassette usati per backup
ZIP come i floppy disk ma con dimensioni
maggiori (100 Megabyte e 2 Gigabyte)
23
Memoria secondaria (4)
Dimensioni Nastri > HD > DVD > CD Rom > ZIP >
FD
Velocità HD > CD DVD > FD > ZIP > Nastri
24
Interfacce
Parallela Seriale USB SCSI
25
Dispositivi di Input/Output
Video Tastiera Mouse Stampanti Scanner Modem Schede audio/video Schede di rete …
26
Caratteristiche comuni
Gestiti dal processore (sistema operativo)
Lavorano in modo asincrono rispetto al processore
Driver di gestione Fornito su CD o FD con dispositivo Deve essere installato
27
Video
Caratteristiche Dimensioni (1 pollice=2.54 cm) Risoluzione (in pixel): 800x600 … 1600x1200 Frequenza di refresh
Tecnologia Tradizionali (tubo catodico) TFT (matrice attiva): portatili e ora anche per
PC STN (matrice passiva): portatili
28
Tastiera e mouse
Tastiera Diverse per diverse nazioni Tasti funzione
Mouse 1, 2 o 3 tasti Ottici o meccanici
29
Stampanti
Caratteristiche Risoluzione: DPI (dot per inch) Velocità: numero di pagine al minuto
Diverse tecnologie (prestazioni e costi) Laser Getto di inchiostro Aghi
30
Scanner
Per acquisizione di immagini
Caratteristiche Risoluzione Velocità
Software di gestione Acquisizione in diversi formati OCR
31
Modem e schede di rete
Modem Collegamento del PC alla linea
telefonica Caratteristiche
velocità: Kilobit al secondo esterni o interni
Schede di rete Collegamento del PC alla rete locale Velocità: 10-100 Megabit al secondo