Hardware e software
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Hardware
Termine inglese, letteralmente significa “ferramenta” (“hard”
significa “duro/solido”; “ware” significa “merce”: “roba
dura”, “ferramenta”), che si contrappone a “software”, ossia
ai programmi.
 Sono le parti tangibili di un computer: la tastiera, lo
schermo, il case (il telaio all’interno del quale sono installati
i componenti di un computer), i componenti interni al case
(scheda madre, CPU, memorie, scheda video, etc.).

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Software

È l’insieme dei programmi.
Il case
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Il case o cabinet è il telaio, generalmente a forma
di parallelepipedo, che contiene i componenti
elettronici del computer; in primis, l’alimentatore e
la scheda madre.
Il case
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Il case ha il compito di sostenere e proteggere i
componenti elettronici del computer.
Principali tipi di case
 Tower
(termine inglese, letteralmente significa “torre”),
si estende in altezza.
 Desktop
(termine inglese, letteralmente significa
“scrivania”), si estende sulla superficie su cui poggia.
La scheda madre
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La scheda madre è la scheda situata all’interno del
case su cui vengono montati tutti i dispositivi del
computer: la CPU, i moduli di memoria, le schede
delle unità di I/O.
Sulla scheda madre è presente una linea dati
chiamata bus che permette il trasferimento dei dati
tra i diversi dispositivi (CPU, memoria, unità di I/O).
La scheda madre
Architettura di Von Neumann
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L’architettura di Von Neumann o macchina di Von
Neumann è l’architettura su cui sono basati la
maggior parte dei computer moderni.
CPU
Memoria
Bus dati
Bus indirizzi
Linee di controllo
Bus di sistema
I/O
Architettura di Von Neumann
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Lo schema è basato su quattro parti fondamentali:
 Bus
di sistema
 CPU (unità di elaborazione o unità centrale)
 Memoria
 Unità di I/O (unità di input e unità di output)
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I dati e le istruzioni sono memorizzati nella stessa
memoria.
Si contrappone all’architettura Harvard in cui i dati
e le istruzioni sono memorizzati separatamente.
CPU
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La CPU (acronimo di Central Processing Unit), ha il
compito di eseguire le istruzioni di un programma
presente in memoria.
La CPU è formata da due componenti principali:
 La
Control Unit, che supervisiona e controlla
l’andamento dell’esecuzione delle istruzioni.
 L’ALU
(unità logico-aritmetica), che effettua le
operazioni logiche e aritmetiche.
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La CPU esegue un’unica istruzione per volta,
eseguendo le istruzioni una dopo l’altra.
CPU
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Ciclo del processore
 Prelievo
(Fetch): preleva dalla memoria l’istruzione da
eseguire utilizzando l’indirizzo contenuto nel registro
Program Counter e la copia nell’Istruction Register.
Infine incrementa il P.C.
 Decodifica (Decode): la Control Unit (C.U.) interpreta
l’istruzione contenuta nell’I.R. e determina le operazioni
da eseguire.
 Esecuzione (Execute): l’unità logico-aritmentica (ALU)
esegue le operazioni mentre la CU ne controlla
l’andamento.
Gerarchia delle memorie
Memorie di massa
Le memorie
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Memora centrale o principale o primaria
Memorie di massa o secondarie
La memoria centrale
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La memoria centrale si divide in RAM (Random
Access Memory, letteralmente “Memoria ad accesso
casuale”; nota: è errato parlare di “accesso
casuale” alla RAM), ROM (Read Only Memory,
letteralmente “memoria di sola lettura”) e memoria
cache (presente all’interno della CPU).
Memoria RAM
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La memoria RAM è una memoria che permette
l'accesso diretto a qualunque indirizzo di memoria
con lo stesso tempo di accesso.
La memoria RAM è volatile: per
mantenere memorizzate le
informazioni, necessita
dell’alimentazione elettrica
Le memorie di massa
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Le memorie “di massa” sono così dette perché
raccolgono tipicamente grandi quantità (una
massa) di dati rispetto alla memoria primaria e in
maniera non volatile, cioè permanente, almeno fino
alla volontà dell'utente.
Le memorie di massa
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Principali memorie di massa:
Nome
Capacità
Floppy disk
1,44 MiB
CD-ROM , CD-R e CD-RW
650-700 MiB
DVD
Da 4,7 GiB a 17 GiB
HD
Centinaia di GiB
Blu-ray disk
54 GiB
Memorie USB
Fino a 128 GiB
Memorie SD
Fino a 256 GiB
L’hard disk
L’hard disk
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L’hard disk, o disco fisso, è una memoria di massa
per l'archiviazione di dati, di tipo magnetico, che
utilizza uno o più piatti rivestiti con una superficie
magnetica.
L’hard disk
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A: traccia
B: settore
C: settore di una traccia
D: cluster
 Settori
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contigui di una traccia
Cilindro: insieme di tracce, appartenenti ai diversi
piatti, equidistanti dall’asse di rotazione.
USB
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USB sta per Universal Serial Bus.
Le memorie USB, comunemente chiamate “chiavette”
o “pen-drive”, sono delle unità di memoria flash di
dimensioni ridotte.
Possono essere collegate alla porta USB del
computer, anche quando è acceso.
Memorie SD
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Secure Digital (SD) è il più diffuso formato di
schede di memoria flash per dispositivi elettronici
quali smartphone, fotocamere digitali, ecc.
Memorie SDHC
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Le memorie SD superiori ai 2 GB e con una velocità
minima di lettura/scrittura di 2,2 MB/s vengono
denominate col termine SDHC (Secure Digital High
Capacity, Secure Digital ad alta capacità).
Classe
Velocità minima di scrittura
Classe 10
10 MB/s
Classe 6
6 MB/s
Classe 4
4 MB/s
Classe 2
2 MB/s
Le periferiche di input
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Le periferiche di input permettono al computer di
acquisire dati.
Sono periferiche di input la tastiera, il mouse, lo
scanner, il lettore CD-ROM.
Le periferiche di output
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Le periferiche di output permettono al computer di
emettere informazioni.
Sono periferiche di output il monitor, la stampante.
Le periferiche di input/output
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Sono periferiche di input/output il monitor touchscreen, il modem, il masterizzatore.
Dato e informazione
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Un dato è ciò che è presente alla conoscenza in
modo immediato, prima di qualsiasi forma di
elaborazione.
Un'informazione è una notizia o una nozione
raccolta o comunicata (non è presente in modo
immediato alla conoscenza di chi la acquisisce).
Il sistema binario
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Svolgere l'attività 1.
Conversioni binario-decimale
Come viene rappresentato 11001 in base due, in
base dieci?
11001(2)= ?(10)
11001(2)= 1 *24 + 1 *23 + 0 *22 + 0 *21 + 1 *20 =
= 16 + 8 + 1 =25(10)
Conversioni decimale-binario
Come viene rappresentato 25 in base dieci, in base
due?
25(10)= ?(2)
25 / 2 = 12 con resto 1
12 / 2 = 6 con resto 0
6 / 2 = 3 con resto 0
3 / 2 = 1 con resto 1
1 / 2 = 0 con resto 1
25(10)= 11001(2)
Codice ASCII
ASCII (acronimo di American Standard Code for
Information Interchange, “Codice Standard Americano
per lo Scambio di Informazioni”) è un codice per la
codifica di caratteri.
Codice ASCII
Codice ASCII - esempio
1000001
1000010
1000011
...
1011010
A
B
C
Z
Il byte e i suoi multipli
Byte (B): 8 bit, 8 cifre binarie
KibiByte (KiB) (KiloByte): 1024 Byte
MebiByte (MiB) (MegaByte): 1024 KiB
GibiByte (GiB) (GigaByte): 1024 MiB
TebiByte (TiB) (TeraByte): 1024 GiB