Personal computer

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Struttura di un personal computer. Hardware of a personal computer

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Personal computer

  1. 1. Personal computerFrancesco Zoino
  2. 2. INTRODUCTION2
  3. 3. Basic HardwareComponenti fondamentali1. Monitor2. Motherboard - Schedamadre3. CPU - Microprocessore4. RAM memory -Memoria RAM5. Expansion cards -Schede di espansione6. Power supply -Alimentatore7. Optical disc drive -Lettore ottico8. Hard disk9. Keyboard - Tastiera10. Mouse3
  4. 4. Hardware classificationClassificazione dell’hardware4
  5. 5. INPUT DEVICESDISPOSITIVI DI INPUT5
  6. 6. What isCos’è6A input device is a hardware componentthat allows the introduction ofinformation from the external worldinside the computer.Un dispositivo di input è un componentehardware che consente l’immissione diinformazioni provenienti dal mondoesterno all’interno di un computer.
  7. 7. ExamplesEsempiUsed for the input of charactersand to control some operations ofthe computer7Keyboard – TastieraUtilizzata per introdurrecaratteri di testo eanche per effettuare ilcontrollo su alcuneoperazioni del computerConnectors - connettori
  8. 8. ExamplesEsempiPointing device which detectstwo-dimensional position relativeto its supporting surface8MouseDispositivo di puntamento cherileva la posizione bidimensio-nale relativa alla superficie su cuiè appoggiato
  9. 9. ExamplesEsempiUsed to convert photos, printedtext, handwriting and every otherbidimensional analog informationinto digital images9Dispositivo che converte foto,testi stampati, scritti a mano equalunque altra informazionebidimensionale in immaginedigitale.ScannerConnectors - connettori
  10. 10. ExamplesEsempiUsed to convert sound intoelectrical signal and then intodigital signal.10Microphone - MicrofonoConverte i suoni in segnali elettrici,che vengono successivamentedigitalizzati.
  11. 11. Consente la trasmissione diimmagini e video attraverso ilweb.11ExamplesEsempiAllows the transmission of imagesand videos using the web.Webcam
  12. 12. 12PROCESSING UNIT
  13. 13. Microprocessor ( P)Control unit – Unità di controlloImmediate access store – Memoria ad accesso veloceArithmetic & logic unit – Unità aritmetico-logica13
  14. 14. Control unitUnità di controlloControls and monitorsthe hardware attachedto the system.Controls the input andoutput of data so thatthe signals go to theright place at the righttime.Controls the flow ofdata within the CPUControlla e monitorizza l’hardware collegato al sistema.Controlla l’ingresso e l’uscita dei dati in modo che i segnali vadanonel posto giusto al momento giustoControlla il flusso dei dati all’interno della CPU14
  15. 15. Immediate access storeMemoria ad accesso veloceHolds programs and data needed at that instantby the Control Unit and the Arithmetic Logic Unit.It’s a temporary memory.It’s very faster than Backing StorageContiene dati eprogrammi necessarial funzionamento intempo reale dell’unitàdi controllo e dell’unitàaritmetico-logica.È una memoriatemporaneaÈ molto più velocedelle memorie dimassa.15
  16. 16. Arithmetic & logic unitUnità aritmetico-logicaWhere the computerprocesses data eitherby manipulating it oracting upon it.Arithmetic part - itperforms the calcu-lations on the dataLogic part - thisdeals with logic andcomparisons.È dove il computer processa i dati, manipolandoli o agendo su diessi.Unità aritmetica – effettua i calcoli sui dati.Unità logica – effettua operazioni logiche e comparazioni tra idati.16
  17. 17. How fast is a CPU?Quanto è veloce un P ?It depends on 3 main factors:Clock frequency – the number of operations made in 1 second(measured in Hz = s-1)Cache memory – the very fast memory which is inside the CPUMIPS – Million of Instruction per SecondThe higher these values, the faster the CPU will be.17Dipende da 3 fattori fondamentali:Frequenza di clock – il numero di operazionieffettuate in 1 secondo (si misura in Hz = s-1 )Memoria cache – la velocissima memoriasituata all’interno della CPU.MIPS – Milioni di Istruzioni per SecondoPiù alti sono i loro valori, più veloce sarà il P.
  18. 18. 18Difference between clock frequencyand MIPSDifferenza tra frequenza di clock e MIPSSome processors, even if they have the same clockfrequency as others, can execute a higher number ofinstructions in the same amount of time, because of the wayin which instructions have been programmed. So they havedifferent value of MIPS but the same value of clockfrequency.Alcuni processori, pur avendo la stessa frequenza di clock di altri, sono ingrado di eseguire un numero di istruzioni maggiore nell’unità di tempo,grazie al diverso modo in cui le istruzioni sono state programmate.Pertanto essi hanno lo stesso valore di frequenza di clock, ma undifferente valore di MIPS.
  19. 19. CISC microprocessorsMicroprocessori CISCCISC (Complex Instruction SetComputing) microprocessors offer alarge set of instructions, which aremore complex and powerful.This involves higher circuitalcomplexity so that it’s difficult to reachhigh frequencies.I microprocessori CISC offrono un ampio seti di istruzioni potenti ecomplesse.Ciò si traduce inevitabilmente in un aumento della complessità circuitale ein ultima analisi in una maggiore difficoltà a raggiungere elevate frequenzedi funzionamento.19
  20. 20. RISC microprocessorsMicroprocessori RISCRISC (Reduced Instruction Set Computing)microprocessors offer a small set ofinstructions, which are more simple.This involves lower circuital complexity sothat it’s possible to add a very great amountof cache memory and to use a greaternumber of registers. So it’s easy to executeinstructions in short time improving theworking frequency.I microprocessori RISC offrono un limitato set di semplici istruzioni.La conseguenza di ciò è una estrema semplicità dei circuiti e quindi ladisponibilità di spazio all’interno del quale installare più memoria cache epiù registri. In tal modo eseguire una semplice istruzione è più veloce, eperciò la frequenza di lavoro del processore risulta più elevata.20
  21. 21. 21Motherboard and chipsetScheda madre e chipsetThe motherboardis the most im-portant board in apersonal computer.It is controlled bysome integratedcircuits, which arecalled chipset.La scheda madre è lascheda elettronica principaledi un PC. È controllata da uninsieme di circuiti elettroniciche costituiscono il chipset.
  22. 22. 22PCI bus - Northbridge &SouthbridgeThe Peripheral Component Interconnect(PCI) local bus design creates a main datahighway between the processor and otherdevices. It requires a pairs of chips tomanage communication between parts of aPC. These chips are known as the NorthBridge (or memory controller) and SouthBridge (or I/O controller).Il bus locale PCI consistein un collegamentomultipunto tra ilprocessore e gli altridispositivi elettronicicollegati alla schedamadre o montati su diessa.Esso richiede una coppiadi circuiti per gestire lacomunicazione tra le partidi un PC. Questi circuitisono detti Northbridge (ocontroller di memoria) eSouthbridge (o controllerdi ingresso/uscita).
  23. 23. 1. Control bus – bus di controllo2. Address bus – bus indirizzi3. Data bus – Bus dati23PCI bus
  24. 24. Universal Serial Bus24standard di comunicazione serialeconsente di collegare diverse periferiche ad un computerconsente a più periferiche di essere connesse usando una solainterfaccia standardizzata ed un solo tipo di connettoreconsente di collegare o scollegare i dispositivi senza dover riavviare ilcomputer (hot swap).serial communication standardallows to plug more than oneperipherals to PC using a uniqueconnector and only one interface.allows hot swap.
  25. 25. STORAGE DEVICESMEMORIE25
  26. 26. Types of storage devicesTipi di sistemi di memorizzazione26
  27. 27. Primary storageMemoria primariaPrimary storage iscomputer memory that isdirectly accessible to theCPU of a computer withoutthe use of computer’sinput/output channels.Primary storage is used tostore data that is likely tobe in active use.La memoria primaria è una memoria direttamente accessibile dalmicroprocessore di un computer senza coinvolgere i canali diingresso/uscita..La memoria primaria è utilizzata per immagazzinare i dati verosimilmentein uso.RegistersCache memoryMain memory27
  28. 28. Processor registersRegistri del processoreProcessor registers arelocated inside theprocessor.Each register typicallyholds a word of data(often 32 or 64 bits).Registers are the fastestof all forms of computerdata storage.I registri del processore sonodisposti all’interno della suastruttura.Ogni registro memorizza ingenere una parola (32 o 64 bit).I registri sono i più veloci tra tuttii tipi di memorie presentiall’interno di un elaboratoreProgram Counter (PC)Instruction Register (IR)Memory Address Register (MAR)Data Transfer Register (DTR oMDR)General Purpose Registers28
  29. 29. Cache memory is anintermediate stage betweenultra-fast registers and muchslower main memory.Its introduced solely toincrease performance of thecomputer.Most actively used informationin the main memory is justduplicated in the cachememory, which is faster, but ofmuch lesser capacity.Cache memoryLa memoria cache rappresenta uno stadio intermedio tra i velocissimiregistri e la memoria centrale, più lenta.È introdotta esclusivamente per migliorare le performance del computer.Le informazioni usate più frequentemente nelle memoria centrale vengonoduplicate nella cache, più veloce, ma di minore capacità.29
  30. 30. Main memoryMemoria centrale Main memory is directly orindirectly connected to thecentral processing unit via amemory bus.It is actually two buses: anaddress bus and a data bus.The RAM types used forprimary storage are volatile(cleared at start up)La memoria centrale è collegata direttamente o indirettamente alla CPUtramite un bus di memoria, che consta in effetti di due bus: bus indirizzi ebus dati.La RAM usata in questo contesto è volatile, ossia perde il suo contenuto allospegnimento del computer.30
  31. 31. What does RAM mean?Che vuol dire RAM? In a RAM (random accessmemory), the time needed toaccess a memory cell is alwaysthe same, not depending on itsposition.In contrast to a RAM, there aresequential access memories,that read their data in sequence,so that access time depends onposition of information.In una memoria RAM (memoria ad accesso diretto) il tempo necessario adaccedere ad una locazione di memoria è sempre lo stessoindipendentemente dalla posizione della locazione.Al contrario della RAM, una memoria ad accesso sequenziale accede ai datiin sequenza, cosicché il tempo di accesso dipende dalla posizionedell’informazione.31
  32. 32. Read Only Memory - ROMMemoria a sola lettura - ROMAs the RAM types used for primarystorage are volatile it’s necessary tohave a non-volatile memory containinga small startup program (BIOS) andused to bootstrap the computer.This is called Read Only Memory(ROM).Large part of ROM are capable ofRAM access.Poiché la RAM èvolatile, è necessarioavere una memoria nonvolatile che contengaun piccolo programmadi avvio delcomputer, utilizzato perfarlo partireall’accensione (BIOS –Basic Input OutputService).Una memoria di questotipo è detta ROM.Gran parte delle ROMhanno un accesso ditipo diretto e quindisono anche RAM.32
  33. 33. Secondary storageMemoria ausiliarianot directly accessible by the CPU.does not lose the data when thedevice is powered down (it is non-volatile).two orders of magnitude lessexpensive than primary storage.consequently, modern computersystems typically have two orders ofmagnitude more secondary storagethan primary storage and data arekept for a longer time there.non direttamente acces-sibile dalla CPU.non perde i dati quandoil computer viene spento(non volatile).due ordini di grandezzameno costosa dellememoria centrale.di conseguenza, laquantità di memoriaausiliaria è due ordini digrandezza maggiorerispetto alla primaria emantiene i dati per moltomaggior tempo.33
  34. 34. Access timeTempo di accessohard disk drivesignificant access-time differencebetween solid-state memory androtating magnetic storage devices:hard disks are typically about amillion times slower than centralmemory.HD access time: msRAM access time : nsrotating optical storage devices,such as CD and DVD drives, haveeven longer access times.hard disksignificativa differenza titempo di accesso tra lememorie a stato solido ele memorie magneticherotanti: gli hard disk sonotipicamente un milione divolte più lenti rispettoalla memoria centrale.tempo di accesso di unHD: ordine dei ms.tempo di accesso dellaRAM: ordine dei ns.i dispositivi ottici hannotempi di accesso ancorapiù lunghi..34
  35. 35. 35CD & DVDCD ROM CD - R CD - RWData can be read only written once read & writtenCapacity 650 MB 650 MB 650 MBDVD DVD-R DVR+R DVD-RW DVD+RWData can bereadonlywrittenoncewrittenonceread &writtenread &writtenCapacitysingle layer4,7 GB 4,7 GB 4,7 GB 4,7 GB 4,7 GBCapacitydouble layer8,5 GB 8,5 GB 8,5 GB 8,5 GB 8,5 GB
  36. 36. Difference between +R +RW and-R -RWDifferenza tra +R +RW e –R -RWI formati +R e +RW hanno unsistema migliore di gestionedegli errori permettendo unapiù accurata masterizzazioneindipendentemente dallaqualità del dato da registrare.+R and +RW have a better errormanagement system, so they allowmore accuracy during the writingprocess.36
  37. 37. USB flash drivesflash memory data storage deviceswith a USB interface.smalllightweightremovablerewritablememorie flash cheutilizzanol’interfaccia USBpiccoleleggererimovibiliriscrivibili37
  38. 38. Memory cards38SM card xD cardSD card memorystickCF card microcard
  39. 39. OUTPUT DEVICESDISPOSITIVI DI OUTPUT39
  40. 40. What isCos’è40A output device is a hardwarecomponent that translate the informationprocessed by the computer into a formthat humans can understand.Un dispositivo di input è un componentehardware che converte le informazionielaborate dal computer in una formacomprensibile per gli esseri umani.
  41. 41. ExamplesEsempiDisplays texts and images.There are two types of monitors:Cathode Ray Tube (CRT) andLiquid Crystal Display (LCD)41MonitorMostra testi e immagini.Ci sono due tipi di monitor: a raggicatodici e a cristalli liquidi.
  42. 42. ExamplesEsempiResponse time. The time a pixel takes to go from active toinactive and then return again to active state (milliseconds).Refresh rate. Number of times in a second that a display isilluminated.Display resolution. Number of pixels in each dimension.Dot pitch. Distance between pixels. (the lower dot pitch,the sharper image)42Monitor - parametersTempo di risposta. Il tempo impiegato da un pixel perpassare da stato attivo a inattivo e di nuovo ad attivo.Frequenza di refresh. Il numero di volte in cui un monitorviene illuminato.Risoluzione. Il numero di pixel in ogni dimensione.Dot pitch. Distanza tra i pixel.
  43. 43. ExamplesEsempiProduces a hard copy of documents stored in electronicform, usually on paper.Resolution of a printer is measured in dot per inch (dpi).The higher the value, the better the quality43Printer - StampanteRiproduce in genere su carta una copia di documentimemorizzati in formato elettronico.La risoluzione si misura in dot per inch (dpi). Più alto èquesto valore, migliore è la qualità di stampa.
  44. 44. ExamplesEsempi44Inkjet – Getto di inchiostro
  45. 45. ExamplesEsempi45Laserjet
  46. 46. ExamplesEsempiElectromechanicaltransducer which convertselectrical signal into sound.46Loudspeakers - AltoparlantiTrasduttore elettromeccanicoche converte segnali elettrici inacustici.

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