Informatica Generale
Marzia Buscemi
[email protected]
Ricevimento: Giovedì ore 16.00-18.00,
Dipartimento di Informatica, stanza 306-PS
o per posta elettronica
Pagina web del corso:
http://www.di.unipi.it/~buscemi/IG07.htm
(sommario delle lezioni in fondo alla pagina)
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Memoria ottica
 Usa il raggio laser e sfrutta la riflessione
 Sul supporto ci sono delle piccole rientranze
(pit) tra aree piatte (land)
 Per leggere le informazioni si usa una luce
infrarossa che viene
 dispersa sui pit
 riflessa e rilevata sui land
pit
land
Oss. la lettura di un disco ottico è “semplice”, la scrittura comporta
delle modifiche fisiche del supporto ed è quindi più complessa
2
Dischi Ottici
 CD (compact disk)


è un dispositivo costituito da un piatto
rigido riflettente sul quale viene
proiettato un raggio laser;
le informazioni sono


registrate creando dei pit sulla superificie
riflettente
sono recuperate sfruttando la riflessione
della luce laser mentre il CD gira
 Questa tecnologia era usata inizialmente
per i CD audio
3
Dischi Ottici: i CD 2
 CD (compact disk)



L’informazione viene memorizzata su un’unica traccia
a spirale con densità di scrittura costante (la
superficie è sfruttata al massimo)
il disco ruota a velocità lineare costante (quando le
testine sono posizionate vicino all’esterno del disco la
rotazione è più lenta, cresce all’avvicinarsi al centro
per accedere ai dati, la testina si allinea con la
traccia a spirale in un punto precedente il dato
cercato, poi la segue fino a incrontrarlo
 Rispetto ai dischi magnetici:


l’accesso alle informazioni è più lento rispetto alle
tracce concentriche (funzionano meglio per leggere
lunghe stringhe di dati)
la capacità di memoria è molto maggiore (tra 600 e
700MB)
4
Dischi Ottici: i CD 3
 I CD-ROM (Read Only Memory)
sono CD di sola lettura e sono preregistrati
 sono fatti di alluminio riflettente
 I CD-R (CD-Recordable)
 Sono CD registrabili una volta sola
 Costituiti da un foglio d’oro ricoperto
di pittura
 La registrazione brucia dei punti nello
strato di pittura simulando i pit.
 I CD-RW (CD-ReWritable)
 Sono CD cancellabili e riscrivibili

5
Dischi Ottici: i DVD
 I DVD (Digital Versatile Disc)
 sono
molto più veloci dei CD e molto
più capienti (molti GB)
 la distanza tra pit e land è molto più
piccola rispetto ai CD
 possono contenere due facce e molti
strati
 le informazioni vengono lette da un
raggio puntato di precisione
6
Dischi ottici: vantaggi/svantaggi
 Vantaggi rispetto ai dischi magnetici:


Maggiore densità di memorizzazione
Maggiore sicurezza (senza la testina che
si avvicina alla superficie)
 Svantaggi rispetto ai dischi magnetici
 Minore velocità di accesso
7
Memorie flash
 Sono memorie permanenti organizzate a
blocchi (basata su semiconduttori)
 Le informazioni:
 sono memorizzate inviando segnali
elettrici al dispositivo
 sono mantenute anche in assenza di
alimentazione
 sono indirizzabili in piccole unità di bit
 sono cancellate a grandi blocchi
 Sono impiegate nelle fotocamere digitali,
nei telefoni cellulari e nelle chiavi USB.
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Memorie flash 2
 Vantaggi rispetto ad altre memorie
Non sono sensibili a shock (a differenze di
memorie ottiche e magnetiche)
 Portatilità (facilità di connessione e
disconnessione)
 Svantaggi rispetto ad altre memorie
 Non sono adatte per modifiche frequenti
dei dati (diversamente dalla RAM)
 Le cancellazioni sono per blocchi
 da 64K nelle memorie NOR
 da 8K nell memorie NAND (molto meglio!!)

NB Gli svantaggi spiegano il motivo per cui le memorie flash non siano9
una valida alternativa non volatile alla memoria RAM
Dispositivi di ingresso/uscita
(I/O)
(o periferiche)
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Struttura di un calcolatore
RAM
(memoria centrale)
Processore
bus
Linee dati, indirizzi e controllo
Interfaccia
di I/O
Interfaccia
di I/O
Interfaccia
di I/O
Interfaccia
di I/O
schermo
dischi
mouse
modem
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La connessione dei dispositivi di
I/0 (periferiche)
 L’interfaccia :
 traduce i segnali interni al calcolatore in
modo comprensibile alla periferica
 mantiene informazioni sullo stato della
periferica
 La periferica
 è connessa all’interfaccia tramite porte di
I/O (mouse, tastiera …)
 oppure è integrata assieme all’interfaccia
internamente al calcolatore (dischi, schede
di rete)
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La connessione dei dispositivi
di I/0 (periferiche) 2
 Bus: elemento hardware che definisce
come le componenti (I/O, CPU e memoria)
sono collegate
 Gerarchia di bus: la stessa idea della
gerarchia delle memorie (bus più corti e
più veloci collegano componenti più vicine,
etc.)
 Bridge: dispositivo che collega più bus (in
genere, bus di velocità diverse)
 Parallelismo: il numero di bit che un bus
riesce a trasportare simultaneamente (32
bit, 64 bit, etc.)
13
La connessione dei dispositivi
di I/0 (periferiche) 3
Dati da/per
la periferica
Sottoprogramma per realizzare
l’operazione richiesta
Bus
Unità di
controllo
Periferica
Registro dati
Registro stato
porta
Interfaccia I/O
Operazione /
esiti
Bus dati
Bus controllo
Bus indirizzi
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La connessione dei dispositivi
di I/0 (periferiche) 4
 Vari tipi di gestione delle interazioni con
le periferiche


a controllo di programma : il processore
esegue personalmente tutti i trasferimenti
dalla RAM alle periferiche e viceversa
in DMA (Direct Memory Transfer)
l’interfaccia può accedere direttamente
alla RAM


possibilità di trasferire dati mentre il
processore elabora
la periferica avverte quando ha finito
attraverso una particolare linea di controllo
del bus (interruzione)
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La connessione dei dispositivi
di I/0 (periferiche) 5
 Ciclo di bus: successione di azioni che
fanno passare informazioni sui bus (es.:
“leggi il dato che si trova ad un certo
indirizzo”)
 I dispositivi collegati da un bus possono
trovarsi nella situazione di iniziare
(master) un ciclo di bus o di dover
rispondere (slave).
 Tutti i dispositivi possono funzionare da
master e da slave, tranne la memoria che
fa solo da slave.
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Interfaccia USB (Universal
serial bus)
 E’ uno standard di comunicazione seriale che





consente di collegare diverse periferiche a un
computer.
Consiste in un singolo gestore e molte periferiche
collegate da una struttura simile a un albero
attraverso dispositivi chiamati hub (connettori)
Lo standard prevede che il connettore porti un
segnale che alimenti le periferiche a basso consumo
Può collegare mouse, tastiere, scanner, macchine
fotografiche, stampanti, microfoni, etc.
Standard 1.0: 1,5Mbit/s, Standard 1.1: 12 Mbit/s,
Standard 2.0: 480 Mbit/s
E’ sconsigliato per flussi video
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Il Video
 E’ un dispositivo di output
 Le principali caratteristiche sono:
 risoluzione (densità dei pixel),
 luminosità (quantità di luce emessa dalla
sorgente),
 contrasto (rapporto tra valore più luminoso e
meno luminoso),
 tempo di risposta (somma del tempo per
accendere un pixel e spegnerlo),
 angolo di visuale (angolo massimo tra la vista e
la perpendicolare dello schermo)
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L’hardware del Video
 La scheda video contiene una piccola RAM
dedicata a memoririzzare i dati grafici da
visualizzare e che risiede fisicamente sulla
scheda stessa
 Ogni locazione di RAM contiene il colore di un
pixel dello schermo (o di un carattere): le
locazioni necessarie vengono lette in
successione e viene pilotato un convertitore
digitale-analogico che genera il segnale video
che sarà visulaizzato dal monitor
 La risoluazione massima e il massimo numero
di colori visibili dipendono dalle dimensioni
della RAM grafica.
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L’hardware del Video 2
Scheda
grafica
Parallel port
Tubo a raggi catodici
Segnale analogico
per il dispositivo
Si usano delle schede di interfaccia speciali che
effettuano tutto il calcolo necessario all’invio
dei segnali analogici per il video
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