Informatica Generale Marzia Buscemi buscemidi unipi it Ricevimento
Informatica Generale Marzia Buscemi buscemi@di. unipi. it 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/IG 07. htm (sommario delle lezioni in fondo alla pagina) 1
Memoria ottica n Usa il raggio laser e sfrutta la riflessione n Sul supporto ci sono delle piccole rientranze (pit) tra aree piatte (land) n Per leggere le informazioni si usa una luce infrarossa che viene n dispersa sui pit n 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 n CD (compact disk) è un dispositivo costituito da un piatto rigido riflettente sul quale viene proiettato un raggio laser; n le informazioni sono n n n registrate creando dei pit sulla superificie riflettente sono recuperate sfruttando la riflessione della luce laser mentre il CD gira n Questa tecnologia era usata inizialmente per i CD audio 3
Dischi Ottici: i CD 2 n CD (compact disk) n n n 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 n Rispetto ai dischi magnetici: n n 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 700 MB) 4
Dischi Ottici: i CD 3 n I CD-ROM (Read Only Memory) sono CD di sola lettura e sono preregistrati n sono fatti di alluminio riflettente n I CD-R (CD-Recordable) n Sono CD registrabili una volta sola n Costituiti da un foglio d’oro ricoperto di pittura n La registrazione brucia dei punti nello strato di pittura simulando i pit. n I CD-RW (CD-Re. Writable) n Sono CD cancellabili e riscrivibili n 5
Dischi Ottici: i DVD n I DVD (Digital Versatile Disc) n sono molto più veloci dei CD e molto più capienti (molti GB) n la distanza tra pit e land è molto più piccola rispetto ai CD n possono contenere due facce e molti strati n le informazioni vengono lette da un raggio puntato di precisione 6
Dischi ottici: vantaggi/svantaggi n Vantaggi rispetto ai dischi magnetici: n Maggiore densità di memorizzazione n Maggiore sicurezza (senza la testina che si avvicina alla superficie) n Svantaggi rispetto ai dischi magnetici n Minore velocità di accesso 7
Memorie flash n Sono memorie permanenti organizzate a blocchi (basata su semiconduttori) n Le informazioni: n sono memorizzate inviando segnali elettrici al dispositivo n sono mantenute anche in assenza di alimentazione n sono indirizzabili in piccole unità di bit n sono cancellate a grandi blocchi n Sono impiegate nelle fotocamere digitali, nei telefoni cellulari e nelle chiavi USB. 8
Memorie flash 2 n Vantaggi rispetto ad altre memorie Non sono sensibili a shock (a differenze di memorie ottiche e magnetiche) n Portatilità (facilità di connessione e disconnessione) n Svantaggi rispetto ad altre memorie n Non sono adatte per modifiche frequenti dei dati (diversamente dalla RAM) n Le cancellazioni sono per blocchi n da 64 K nelle memorie NOR n da 8 K nell memorie NAND (molto meglio!!) n NB Gli svantaggi spiegano il motivo per cui le memorie flash non siano 9 una valida alternativa non volatile alla memoria RAM
Dispositivi di ingresso/uscita (I/O) (o periferiche) 10
Struttura di un calcolatore RAM (memoria centrale) Processore bus Linee dati, indirizzi e controllo Interfaccia di I/O schermo dischi mouse modem 11
La connessione dei dispositivi di I/0 (periferiche) n L’interfaccia : n traduce i segnali interni al calcolatore in modo comprensibile alla periferica n mantiene informazioni sullo stato della periferica n La periferica n è connessa all’interfaccia tramite porte di I/O (mouse, tastiera …) n oppure è integrata assieme all’interfaccia internamente al calcolatore (dischi, schede di rete) 12
La connessione dei dispositivi di I/0 (periferiche) 2 n Bus: elemento hardware che definisce come le componenti (I/O, CPU e memoria) sono collegate n Gerarchia di bus: la stessa idea della gerarchia delle memorie (bus più corti e più veloci collegano componenti più vicine, etc. ) n Bridge: dispositivo che collega più bus (in genere, bus di velocità diverse) n 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 Interfaccia I/O Operazione / esiti Bus dati porta Bus controllo Bus indirizzi 14
La connessione dei dispositivi di I/0 (periferiche) 4 n Vari tipi di gestione delle interazioni con le periferiche n n 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 n n possibilità di trasferire dati mentre il processore elabora la periferica avverte quando ha finito attraverso una particolare linea di controllo del bus (interruzione) 15
La connessione dei dispositivi di I/0 (periferiche) 5 n Ciclo di bus: successione di azioni che fanno passare informazioni sui bus (es. : “leggi il dato che si trova ad un certo indirizzo”) n I dispositivi collegati da un bus possono trovarsi nella situazione di iniziare (master) un ciclo di bus o di dover rispondere (slave). n Tutti i dispositivi possono funzionare da master e da slave, tranne la memoria che fa solo da slave. 16
Interfaccia USB (Universal serial bus) n E’ uno standard di comunicazione seriale che n n n 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, 5 Mbit/s, Standard 1. 1: 12 Mbit/s, Standard 2. 0: 480 Mbit/s E’ sconsigliato per flussi video 17
Il Video n E’ un dispositivo di output n Le principali caratteristiche sono: n risoluzione (densità dei pixel), n luminosità (quantità di luce emessa dalla sorgente), n contrasto (rapporto tra valore più luminoso e meno luminoso), n tempo di risposta (somma del tempo per accendere un pixel e spegnerlo), n angolo di visuale (angolo massimo tra la vista e la perpendicolare dello schermo) 18
L’hardware del Video n La scheda video contiene una piccola RAM dedicata a memoririzzare i dati grafici da visualizzare e che risiede fisicamente sulla scheda stessa n 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 n La risoluazione massima e il massimo numero di colori visibili dipendono dalle dimensioni della RAM grafica. 19
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 20
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