Informatica Generale

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Informatica Generale
Marzia Buscemi buscemi_at_di.unipi.it Riceviment
o 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 (sommari
o 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
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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

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Dischi Ottici i CD 2

• CD (compact disk)
• Linformazione viene memorizzata su ununica
  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
  allesterno del disco la rotazione è più lenta,
  cresce allavvicinarsi 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
• laccesso 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)

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Dischi Ottici i CD 3

• I CD-ROM (Read Only Memory)
• sono CD di sola lettura e sono pre-registrati
• sono fatti di alluminio riflettente
• I CD-R (CD-Recordable)
• Sono CD registrabili una volta sola
• Costituiti da un foglio doro 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

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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

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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

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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 siano una valida alternativa
non volatile alla memoria RAM
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• Dispositivi di ingresso/uscita (I/O)
• (o periferiche)

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Struttura di un calcolatore
Processore
RAM (memoria centrale)
bus
Linee dati, indirizzi e controllo
Interfaccia di I/O
Interfaccia di I/O
Interfaccia di I/O
Interfaccia di I/O
schermo
mouse
dischi
modem
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La connessione dei dispositivi di I/0
(periferiche)

• Linterfaccia
• traduce i segnali interni al calcolatore in modo
  comprensibile alla periferica
• mantiene informazioni sullo stato della
  periferica
• La periferica
• è connessa allinterfaccia tramite porte di I/O
  (mouse, tastiera )
• oppure è integrata assieme allinterfaccia
  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.)

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La connessione dei dispositivi di I/0
(periferiche) 3
Sottoprogramma per realizzare loperazione
richiesta
Dati da/per la periferica
Bus
Periferica
Unità di controllo
Registro dati
Registro stato
porta
Interfaccia I/O
Bus controllo
Operazione / esiti
Bus indirizzi
Bus dati
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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) linterfaccia 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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Lhardware 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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Lhardware del Video 2
Tubo a raggi catodici
Scheda grafica
Segnale analogico per il dispositivo
Parallel port

• Si usano delle schede di interfaccia speciali che
  effettuano tutto il calcolo necessario allinvio
  dei segnali analogici per il video