Il documento descrive l'architettura di un computer, evidenziando la distinzione tra hardware e software e i componenti principali del modello di von Neumann, come l'unità centrale, la memoria, le unità di input/output e i bus. Viene anche trattata la classificazione dei computer in supercomputer, mainframe, minicomputer e microcomputer, oltre a descrivere le periferiche di input e output, nonché le memorie di massa e i supporti ottici. Infine, viene fornita una panoramica delle funzionalità delle varie unità e dispositivi che compongono un sistema informatico.

1. L’architettura di un computer

2. Cos’è un computer? Un computer è una macchina cioè un dispositivo privo di un’intelligenza propria costituita da dispositivi di diversa natura (meccanica, elettrici, ottici ecc…) in grado di elaborare dati eseguendo le istruzioni di un programma in modo automatico, veloce, sicuro ed efficiente.

3. Hardware & Software LE RISORSE HARDWARE: Sono la parte fisica del computer, cioè le componenti meccaniche, elettroniche, magnetiche e ottiche. LE RISORSE SOFTWARE: Sono la parte logica del computer, cioè l’insieme dei programmi che consentono di gestire il sistema.

4. La macchina di Von Neumann Secondo il modello di Von Neumann, un sistema per l’elaborazione elettronica dei dati è composto da: Unità di input: sono predisposte per l’immissione delle istruzioni dei programmi e dei dati; Unità di output: permettono al sistema di comunicare con l’esterno; Memoria centrale: conserva dati e istruzioni introdotte; Unità centrale: ha il compito di eseguire le istruzioni e di controllare tutto il sistema. Memoria centrale Unità centrale (CPU) Unità di input Unità di output

5. Cosa sono i bus? Il bus è costituito da una serie di collegamenti hardware, uno per bit, in cui ci sono tutte le informazioni che in seguito sono scambiate tra l’unità centrale, la memoria di massa e le unità di input/output. I principali tipi di bus sono 3: Il bus degli indirizzi : trasporta l’indirizzo necessario per reperire una cella Il bus dei dati : utilizzato per lo scambio di informazioni tra i dispositivi Il bus di controllo : utilizzato per sincronizzare la trasmissione e per permettere lo scambio di segnali di controllo CPU MEMORIA CENTRALE UNITÁ DI I/O

6. ARCHITETTURA DELLA MEMORIA CENTRALE Le celle della memoria centrale sono numerate progressivamente L’ indirizzo di memoria, è composto da due parti: la prima a destra Individua la riga la restante parte Individua la colonna. I registri sono piccole e veloci memorie , generalmente composti da 1, 8, 16 o 32 bit, che svolgono funzioni ben precise e vengono utilizzati in determinate fasi dell’elaborazione DECODIFICATORE DELLE COLONNE 4 5 Cella selezionata INDIRIZZO COLONNA RIGA

7. LA CPU (C entral P rocessing U nit ) Questa unità funzionale è composta da: L’ unità di controllo detta CU (Control Unit) ha il compito di gestire il funzionamento delle unità del computer e esegue i processi da compiere per eseguire un programma; All’ unità aritmetico-logica detta, ALU (Arithmetic Logic Unit) spetta il compito di eseguire sotto continua supervisione della CU, le operazioni aritmetiche e logiche sui dati provenienti dalla memoria; Alcuni Registri . UNITÁ DI INPUT UNITÁ DI OUTPUT MEMORIA CENTRALE ROM RAM CPU UNITÁ DI CONTROLLO ALU

8. Le Periferiche Secondo il modello di Von Neumann, il computer è composto anche da altre unità che vengono chiamate Periferiche (dispositivi). Il collegamento delle periferiche avviene tramite cavi connettori inseriti in apposite prese chiamate Il loro compito è di fungere da collegamento tra il computer e il mondo esterno. I dispositivi hardware sono le interfacce di I/O e i controller . Il dispositivo software viene detto driver di periferica . Le interfacce di I/O sono circuiti specifici che consentono di interconnettere con il modulo base. SCSI MIDI (Smaller Computers System Interface) (Musical Instrument Digital Interface) porte

9. Le periferiche di input Ci sono molte periferiche di input: La Tastiera è il più tradizionale e diffuso dispositivo per l’immissione di dati,simile ad una macchina da scrivere. Il Mouse è composto da una scatoletta con due o tre pulsanti, nella quale è inserita una sfera. Lo Scanner è un dispositivo simile alla fotocopiatrice: permettere di leggere fogli cartacei con testi o disegni trasformandoli in immagini digitali. La Pennetta ottica è un dispositivo che usa la potenzialità Del laser per leggere codici come quello a barre. La Tavoletta grafica è composta da un piano di lavoro ed una penna può anche essere usata come un mouse. Lo Schermo tattile è un dispositivo che permette di comunicare direttamente con l’utente attraverso lo schermo. Le Macchinette fotografiche e le videocamere digitali possono memorizzare foto e filmati, trasferiti facilmente sul computer e modificate.

10. Le periferiche di output Il Monitor è il principale dispositivo di output, simile ad uno schermo televisivo, costituito da un tubo e da uno schermo trasparente. I monitor a Cristalli liquidi (LCD) sono dispositivi che non avendo il tubo catodico, non emanano radiazioni e occupano meno spazio. Le Stampanti costituiscono l’altro dispositivo di output, il loro compito è quello di stampare su carta a fogli singoli o a Modulo continuo.

11. Le memorie di massa MEMORIE DI MASSA UNITÁ DI INPUT UNITÁ DI OUTPUT MEMORIA CENTRALE ROM RAM CPU UNITÁ DI CONTROLLO ALU Le Memorie di Massa sono quelle sulle quali è solo possibile conservare dati e programmi. Queste memorie presentano le seguenti caratteristiche: conservano permanentemente i dati; contengono grandissime quantità di informazioni; sono memorie trasportabili; sono meno costose e più lente della memoria centrale.

12. I supporti ottici I tipi di supporti ottici sono: CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory). Sono dischi ottici a sola lettura e, come tali, non riscrivibili. Possono memorizzare grandissime quantità di informazioni come prodotti multimediali; CD-WORM (Write Once Read Many). Su questi dischi è possibile effettuare l’operazione di scrittura, ma solo nelle parti vuote, attraverso il dispositivo detto Masterizzatore; CD-WMRA (Write Many Read Always). Sono dischi ottici utilizzati come un normale disco magnetico, consentono, quindi, la scrittura e il aggiornamento delle informazioni presenti; DVD (Digital Versatile Disc). Sono utilizzati per le correnti applicazioni multimediali (immagini fisse, animate, film, ecc ecc.).

13. La classificazione dei Computer Tecnicamente i computer vengono classificati in quattro categorie: I Super Computer sono tra i più potenti i e i più veloci; utilizzati per verificare teorie scientifiche e risolvere problemi; I Mainframe dispongono di potenti processori, una grande quantità di RAM, utilizzati per gestire una grande quantità di dati, grazie a capienti memorie di massa; I MiniComputer sono elaboratori un po’ più piccoli dei Mainframe ma, sono lo stesso in grado di gestire grosse quantità di dati; I MicroComputer o Personal computer sono quelli usati in ambito lavorativo e domestico da un solo utente alla volta; hanno assunto molta importanza col passare del tempo perché molto utili e pratici.