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queste slide sono state scri/e da J. Sproton: h/p://www.di.unito.it/~sproston/ Docente • docente: Maurizio Mancini [email protected] • Casa Paganini – Piazza Santa Maria in Passione, 34 16123 – Genova h/p://www.casapaganini.org
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Docente - Maurizio Mancini · rappresentare l’informazione con le cifre 0,1,2,…,8,9 – Oggi “rappresentazione digitale” significa: rappresentare l’informazione con le

Feb 17, 2019

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Docente

•  docente:MaurizioMancini•  [email protected]•  CasaPaganini

–  PiazzaSantaMariainPassione,3416123–Genova

h/p://www.casapaganini.org

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Materiale

•  Sitodelcorso:–  h/p://www.mauriziomancini.org/wordpress/fdi-2017

•  Testodiriferimento:

–  C.ThomasWu,"IntroduzioneallaProgrammazioneadOggeTinJava"

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Primi"computer"

•  Circa2400a.C.:L’invenzionedelabaco•  1621d.C.:L’invenzionedelregolo•  1642:BlaisePascalcrealaprimamacchinameccanicaper

ilcalcolodellesomme•  1833:Macchina

differenziale di Babbage

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Primi"computer"

•  1843:AdaLovelace(laprimaprogrammatricealmondo)pubblicaleproprieannotazioni

•  1890:Vieneu_lizzatal’ele/ricitàinunproge/odielaborazionedeida_(schedeperforate)

•  1900:Primamacchinaautoma_caaschedeperforate

•  1945:Propostadell’archite/ura“generalpurpose”(macchinadivonNeumann)

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Primocomputer

•  1946:Primocomputerele/roniconegliSta_Uni_(ENIAC)

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Evoluzionemoderna

•  1952:IlcomputerUNIVACprevedecorre/amentel’elezionedelpresidenteamericanoEisenhower

•  1967:Laprimacalcolatriceporta_le•  1969:NascelereteARPANETchedaràl’origineaInternet•  1981:IBMintroduceipersonalcomputer•  1982:Computerporta_li,compactdisk•  1984:Laprimastampantelaser,ildesktoppublishing•  1985:Telefonicellulari•  1993:Desktopmul_mediali•  1994:Trasmissionewireless(senzafili)perilcomputerporta_li•  1998:Inizialatransizionedallevideocasse/eaiDVD•  …

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Informa_ca

•  L'informazione:lasuacodifica;letecnicheperraccoglierla,memorizzarla,distribuirla,trasformarla...

•  Ilcomputer:ilsuofunzionamento,lepossibilitàcheoffreperlatrasformazionedell’informazione,letecnichediu_lizzo...

•  Lacomunicazione:tracomputer,trapersone(mediatadalcomputer)

Informatica: la scienza della rappresentazione e dell'elaborazione dell'informazione

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L’usodell’informazione

•  Uncomputerdeve:–  Memorizzarel’informazione

•  Usandolamemoriaprincipale/secondaria

–  Elaborarel’informazione•  Usandoilprocessore

–  Farel’input/outputdell’informazione•  Usandoidisposi_vidiinput/output

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Tipidiinformazione

•  Esistonovari_pidiinformazione,dinaturaeformadiversa,cosìcomerappresentazionidiversedellastessainformazione–  Lasceltadellarappresentazioneèingenerevincolataal_podi

u_lizzoedal_podioperazionichedevonoesserefa/esulleinformazionestesse

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Tipidiinformazione

•  Ilcomputermemorizzaedelaborainformazionichedevonoessererappresentateinunaformages_bile

•  Rappresentazionedigitale–  Originariamente“rappresentazionedigitale”significava:

rappresentarel’informazioneconlecifre0,1,2,…,8,9–  Oggi“rappresentazionedigitale”significa:rappresentare

l’informazioneconlecifre0,1(bit):larappresentazionebinaria

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Rappresentazionebinaria

Mondo

informazione rappresentazione binaria

codifica

decodifica

Computer: memorizzazione, elaborazione

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Rappresentazionebinaria

•  L’en_tàminimadiinformazionechepossiamotrovareall’internodiunelaboratoreprendeilnomedibit–  binarydigit–cifrabinaria–  unbitpuòassumereduevalori(0e1)

•  Rappresentazionebinaria:–  soloduesimboli(0e1)

•  Perchéusiamolarappresentazionebinaria?•  Perchéleinformazionirappresentatenelsistemabinario

possonoessereelaboratesecondovaricriterieconvaristrumen6…

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Perchélarappresentazionebinaria?

•  Iduesimboli(0e1)possonoessererappresentateda:

Due stati di polarizzazione di una sostanza magnetizzabile

Due stati di carica elettrica di una sostanza

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Perchélarappresentazionebinaria?

•  Iduesimboli(0e1)possonoessererappresentateda:

Al passaggio/non passaggio di corrente attraverso un cavo conduttore

Al passaggio/non passaggio di luce attraverso un cavo ottico

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Rappresentazionebinaria

•  Ingenerale:larappresentazionebinariaèbasatosullapresenzaoassenzadiunfenomenofisico(inuncertoluogo,auncertopuntoditempo)

•  Discreta:nonesistealcunagradazionedivalore–  Ilfenomenoèpresenteoppureassente,connessunaviadimezzo

•  Lalogicaèlabasedelfunzionamentodelcomputer:–  “Associandoilvaloreveroconlapresenzadiunfenomenoeil

valorefalsoconlasuaassenza,possiamoimplementareilmondologicopermezzodelmondofisico.”

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•  Perpoterrappresentareunnumeromaggiorediinformazionesiusanosequenzedibit

•  Peresempio,perrappresentarequa/roinformazionidiversepossiamou_lizzareduebitcheciperme/onodio/enerequa/roconfigurazionedis_nte

00011011

Codificadell’informazione

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Codificadell’informazione

•  Ilprocessosecondocuisifacorrispondereadun’informazioneunasequenzedibitprendeilnomecodificadell’informazione

informazione rappresentazione binaria

codifica dell’informazione

decodifica

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Codificabinaria

•  Esempio-unesamepuòaverequa/ropossibiliesi_:

o8mo,discreto,sufficiente,insufficiente

•  Codifico(duebit):–  o8mocon 00–  discretocon 01–  sufficientecon 10–  insufficientecon 11

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Codificabinaria

•  Esempio-o/ocolori:nero,rosso,blu,giallo,verde,viola,grigio,arancione

•  Codifico(trebit):–  nerocon 000–  rossocon 001–  blucon 010–  giallocon 011–  verdecon 100–  violacon 101–  grigiocon 110–  arancionecon 111

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Codificabinaria

•  Esempio-o/ocolori:nero,rosso,blu,giallo,verde,viola,grigio,arancione

•  Codifico(trebit):–  nerocon 000–  rossocon 001–  blucon 010–  giallocon 011–  verdecon 100–  violacon 101–  grigiocon 110–  arancionecon 111

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•  Con2bitsicodificano4informazioni(22)•  Con3bitsicodificano8informazioni(23)•  …•  ConNbitsipossonocodificare2Ninformazionidifferen_

Codificabinaria

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•  SeilproblemaèquellodidoverrappresentareMinformazionidifferen_sideveselezionareilnumerodiNbitinmodotaleche

2N≥M

•  Esempio:perrappresentare40informazionidifferen_devou_lizzare6bitperché

26=64–  5bitnonsonosufficien_perché25=32

Codificabinaria

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Codificabinaria

•  Esisteunapar_colareaggregazionedibitcheècos_tuitada8bit(28=256informazioni)eprendeilnomedibyte

•  Disolitosiusanoimul_plidelbyte

Kilo KB 210 (~ un migliaio, 1024 byte) Mega MB 220 (~ un milione, 1KB x 1024) Giga GB 230 (~ un miliardo, 1MB x 1024) Tera TB 240 (~ mille miliardi, 1GB x 1024) Peta PB 250 (~ miliardo miliardi, 1TB x

1024)

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Codificadeicara/eri

•  Alfabetoanglosassone–  Le/eremaiuscoleeminuscole–  Cifrenumeriche(0,1,2,…,9)–  Simbolidipunteggiatura(,.;:!“?…)–  Segnimatema_ci(+,-,{,[,>,…)–  Alcunicara/erinazionali(à,è,ì,ò,ù,ç,ñ,ö,…)

puòesserecodificatousandounbyte(220cara/ericirca)•  Ilmetododicodificapiùdiffusotraiprodu/oridi

hardwareediso�wareprendeilnomeExtendedASCII(ASCII=AmericanStandardCodeforInforma_onInterchange)

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Codificadeicara/eri(ExtendedASCII)

Extended ASCII Simbolo 00000000 NUL (spazio bianco)

… … 00111110 > 00111111 ? 01000000 @ 01000001 A 01000010 B 01000011 C

… …

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Codificadelleparole

•  Parolesonosequenzedicara/eri•  Codificadellaparolecane

01100011011000010110111001100101cane

•  Ilproblemainverso:dataunasequenzadibit,iltestocheessacodificapuòessereo/enutonelmodoseguente:–  Sidividelasequenzaingruppidio/obit(byte)–  Sideterminailcara/erecorrispondenteadognibyte

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Codificadeicara/eri

•  Abbiamoconsideratoilcodice:–  ExtendedASCII:8bitpercara/ere–  ÈstatobasatodalcodiceASCII:7bitpercara/ere

•  IlcodiceASCIInonincludeà,è,é,ì,ò,ù,peresempio

•  Unaltrocodice:–  UNICODE,16bitpercara/ere(ExtendedASCII+cara/erietnici)

–  216=65.536simboli

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Codificadell’informazione

•  Quan_bitsidevonou_lizzareperrappresentare300informazionidis_nte?

•  Da_7bitperlacodifica,quanteinformazionidis_ntesipossonorappresentare?

•  Quan_byteoccupalaparola“psicologia”selasicodificau_lizzandoilcodiceExtendedASCII?

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Codificadelleimmagini

•  Sistemidisupportoallaproge/azioneCAD/CAM•  Campomedico(peresempio,isistemidiTACodiecografia)

•  Telecamereevideoregistratoriprofessionali•  EffeTspecialiifilm,televisione•  Telefonicellulari•  Ecc.

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Campionamentospaziale

Suddividiamo l’immagine mediante una griglia formata da righe orizzontali e verticali a distanza costante

•  Esempio: un’immagine in bianco e nero

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Quan_zzazionecroma_ca

•  Ogniquadra_noderivantedatalesuddivisioneprendeilnomedipixel(pictureelement)epuòesserecodificatoinbinariosecondolaseguenteconvenzione:–  Ilsimbolo“0”vieneu_lizzatoperlacodificadiunpixelcorrispondenteadunquadra_noincuiilbiancoèpredominante

–  Ilsimbolo“1”vieneu_lizzatoperlacodificadiunpixelcorrispondenteadunquadra_noincuiilneroèpredominante

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Codificadelleimmagini

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

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Codificadelleimmagini

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Poiché una sequenza di bit è lineare, è necessario definire convenzioni per ordinare la griglia dei pixel in una sequenza. Assumiamo che i pixel siano ordinati dal basso verso l’alto e da sinistra verso destra 0000000000 0011111000 0011100000 0001000000

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Codificadelleimmagini

Non sempre il contorno della figura coincide con le linee della griglia. Quella che si ottiene nella codifica è un’approssimazione della figura originaria Se riconvertiamo la sequenza di stringhe 0000000000 0011111000 0011100000 0001000000 in immagine otteniamo

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Codificadelleimmagini

La rappresentazione sarà più fedele all’aumentare del numero di pixel, ossia al diminuire delle dimensioni dei quadratini della griglia in cui è suddivisa l’immagine

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Codificadelleimmagini

•  Assegnandounbitadognipixelèpossibilecodificaresoloimmaginiinbiancoenero

•  Percodificareleimmaginicondiversilivellidigrigiooppureacolorisiusalastessatecnica:perognipixelvieneassegnataunasequenzadibit–  Peresempio,seu_lizziamoqua/robitpossiamorappresentare24

=16livellidigrigioo16coloridiversi–  Mentrecono/obitnepossiamodis_nguere28=256,ecc.

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L’usodelcolore

•  Ilcolorepuòesseregeneratocomponendo3colori:red(rosso),green(verde),blue(blu)

•  Adognicoloresiassociaunapossibilesfumatura

•  Usando2bitperognicoloresipossonoo/enere4sfumatureperilrosso,4perilbluee4perilverdeche,combinateinsieme,dannooriginea64coloridiversi–  Ognipixelperesserememorizzato

richiede6bit

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ModelloRGB

•  Usando8bitperognicoloresipossonoo/enere:–  256sfumatureperilrosso…–  …256perilverdee…–  …256perilblu…

che,combinateinsieme,dannoorigineacirca16,8milionidicoloridiversi(precisamente16.777.216colori)

•  Ognipixelperesserememorizzatorichiede3byte

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L’usodelcolore

1bit 3 bit

1 byte 3 byte

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L’usodelcolore

•  Esempi:–  000000000000000000000000→nero–  111111111111111111111111→bianco–  111111110000000000000000→rosso–  111111111111111100000000→giallo–  000000001111111100000000→verde–  000000001111111111111111→cyan–  000000000000000011111111→blu–  111111110000000011111111→viola

–  100000001000000010000000→grigio(uncertotonalitàdi…)

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Codificadelleimmagini

•  Esempio:–  Perrappresentare256colorisononecessario/obitperla

codificadiciascunpixel–  Lacodificadiun’immaginedi256colori,formatada640x480

pixel,richiederà640x480=307.200byte(2.457.600bit)

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Risoluzione

•  Ilnumerodipixelpresen6sulloschermo(colonnexrighe)prendeilnomedirisoluzione

4:3 16:9 640 480 640 360 nHD 800 600 720 405 1024 768 848 480 1280 1024 960 540 qHD 1600 1200 1024 576

1280 720 HD 1366 768 1600 900 HD+ 1920 1080 Full HD

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Codificadelleimmagini

•  Leimmaginicodificatepixelperpixelsonode/eimmaginiingraficabitmap–  Leimmaginibitmapoccupanoparecchiospazio

•  Esistonodelletecnichedicompressionecheperme/onodiridurreledimensioni–  Adesempio,sepiùpun_vicinidiun’immagineassumonolo

stessocolore,sipuòmemorizzarelacodificadelcoloreunasolavoltaepoiricordareperquantevoltedeveessereripetuta

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Codificadelleimmagini

•  Unesempioconcreto-codificaRun-LengthEncoding(RLE)nelcontestodelleimmaginiinbiancoenero:

•  Usanumeribinariperspecificarelalunghezzadellaprimasequenzadi0(bianco)

•  …poiquelladellasequenzadi1(nero)•  …poiquelladellasuccessivasequenzadi0•  …ecosìvia

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Codificadelleimmagini

•  Iforma_comeGIF,JPEGePNGsonoforma_compressi–  Peresempio:rispe/oalbitmap,ilformatoJPEGdedicamenobitalladescrizionedellesfumaturacroma_chediun’immagine

–  Un'immagineinJPEGpuòarrivareadoccupare1/10dellacorrispondenteimmaginebitmap

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Codificadelleimmagini

•  Dis_nzionetracompressionelosslessecompressionelossy–  Lossless:compressionesenzaperditadiinformazioni

•  Dallaversionecompressa,sipuòricostruireperfe/amentelaversionenon-compressa

•  Peresempio,GIF,PNG–  Lossy:compressioneconperditadiinformazioni

•  Dallaversionecompressa,nonèpossibilerecuperarelaversioneoriginale

•  Peresempio,JPEG:nostriocchidis_nguonobenevariazionidiluminositàmanontonalità–JPEGdedicamenobitallatonalità

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Codificadelleimmagini

•  JPEG:livellidicompressione

30,2 KB 6,8 KB

3,2 KB

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Codificadiimmaginiinmovimento

•  Unfilmatoèunasequenzadiimmaginista_che(de/efotogrammioframe)

•  Percodificareunfilmatosi“digitalizzano”isuoifotogrammi

•  Esempio:–  30immaginiadaltarisoluzionealsecondo–  30imm./secx2.457.600bit/imm.=73.728.000bit/sec–  Unminutorichiederebbe60secx73.728.000=4.423.680.000bit

(5.529.600byte,circa5.400KB)•  Esempidiforma_perilvideo:AVI,MOV•  Compressione:MPEG(MovingPictureExpertGroup),

memorizzasololadifferenzatrafotogrammiconsecu_vi

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Codificadelleimmagini

•  Quan_byteoccupaun’immaginedi20x40pixelinbiancoenero?

•  Quan_byteoccupaun’immaginedi100x100pixela256colori?

•  Seun’immaginea16.777.216dicolorioccupa2400byte,daquan_pixelsaràcomposta?

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Codificadeisuoni

•  Fisicamenteunsuonoèrappresentatocomeun’ondachedescrivelavariazionedellapressionedell’arianeltempo(ondasonora)

•  Sull’asse delle ascisse viene rappresentato il tempo e sull’asse delle ordinate viene rappresentata la variazione di pressione corrispondente al suono stesso

Tempo

Pres

sion

e de

l suo

no

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Codificadeisuoni

•  Un’ideachiave:ilsuonoècon6nuo(lapressionevariasenzasal_)

•  Èpossibileo/enereunaregistrazioneanalogicacon_nuadell’onda–  Unaregistrazioneanalogicamemorizzaognivariazionedell’onda

originale(almenoinlineadiprincipio)

•  Larappresentazionedigitalediunsuonofunzionainunmododiverso

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Campionamento

•  Sieffe/uanodeicampionamen<sull’onda(cioèsimisurailvaloredell’ondaaintervalliditempocostan_)esicodificanoinformadigitaleleinformazioneestra/edatalicampionamen_

•  Quanto più frequentemente il valore di intensità dell’onda viene campionato, tanto più precisa sarà la sua rappresentazione

•  Il numero di campioni raccolti per ogni secondo definisce la frequenza di campionamento che si misura in Hertz (Hz, numero di campionamento ogni secondo – di solito 44.100 Hz)

Tempo

Pres

sion

e de

l suo

no

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Quan_zzazione

•  Lasequenzadeivalorinumericio/enu_daicampionipuòesserefacilmentecodificataconsequenzedibit

Un’approssimazione!

Tempo

Pres

sion

e de

l suo

no

•  La rappresentazione è tanto più precisa quanto maggiore è il numero di bit utilizzati per codificare l’informazione estratta in fase di campionamento

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Quan_zzazione

•  Peresempio:con1bit

Tempo

Pres

sion

e de

l suo

no

•  Per esempio: con 2 bit

Tempo

Pres

sion

e de

l suo

no

1

0

11 10

00

01

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Esempio

•  SevolessimocodificarelamusicadiqualitàCDdovremmo:–  Usaredueregistrazionicorrisponden_aduemicrofonidis_n_

–  Campionareilsegnalemusicaleproducendo44.100campionialsecondo

–  Perognicampione(cheèunnumero)siusano16bit(qualitàCD)

–  Percui,ilnumerodibitchesarebberonecessaripercodificareognisecondoèparia

2x44.100campionix16bit/campione=1.414.200bit(circa176.775byte,o173KB)

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Codificadeisuoni

ADC: da

analogico a digitale

DAC: da digitale

ad analogico

01011010 11110000 10100000 10000010

Convertitore analogico-digitale

Convertitore digitale-analogico

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Codificadeisuoni

•  Codifichestandard–  MP3,WAV(MS-Windows),AIFF(AudioInterchangeFileFormat,

Apple),MIDI

•  MP3–  VarianteMPEGpersuoni–  Lossy–  Grandediffusione,moltoefficiente(fa/oredicompressionecirca

5:1-10:1,circa1-2MBogniminuto)

•  MIDI:codificalenoteeglistrumen_chedevonoeseguirle–  Efficiente,masolomusica,nonvoce

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Codificadeisuoni

•  Quantospaziooccupaunsuono(noninstereo)delladuratadi10secondicampionatoa100Hz(100campionialsecondo),incuiognicampioneoccupa4byte?

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Codificadeinumeri(ilsistemadecimale)

•  Lanumerazionedecimalequindiu_lizzaunanotazioneposizionalebasatasulnumero10

•  Lanotazioneposizionalepuòessereu_lizzatainqualunquealtrosistemadinumerazioneconbasediversadi10–  Base:ilnumerodicifredisponibilenelsistema–  Inbase10,usiamolediecicifre0,1,2,3,4,5,6,7,8,9

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Codificadeinumeri(ilsistemabinario)

•  Nelsistemadinumerazionebinario(base2)inumerivengonocodifica_u_lizzandoleduecifre0e1

•  NelsistemadinumerazioneoFale(base8)inumerivengonocodifica_u_lizzandoleo/ocifre0,1,2,3,4,5,6,7

•  Nelsistemadinumerazioneesadecimale(base16)inumerivengonocodifica_u_lizzandolesedicicifre0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

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Codificadeinumeri(ilsistemabinario)

•  Inanalogiaconilcasodecimalelasequenzacncn-1cn-2…c1c0(ogni“ci”èlacifra“0”olacifra“1”)rappresenteràilnumero

La cifra meno significativa

La cifra più significativa

c0 x 20 + c1 x 21 + c2 x 22 + … +

cn-1 x 2n-1 + cn x 2n

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Codificadeinumeri(ilsistemabinario)

•  Casogenerale:considerareunsistemaconbaseb•  Lasequenzacncn-1cn-2…c1c0(ogni“ci”èunacifradel

sistema)rappresenteràilnumero

La cifra meno significativa

La cifra più significativa

c0 x b0 + c1 x b1 + c2 x b2 + … +

cn-1 x bn-1 + cn x bn

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Codificadeinumeri(ilsistemabinario)

•  Esempio:lasequenza“1011”inbase2denotailnumero

1x23+0x22+1x21+1x20=11(inbase10)

•  Esempio:lasequenza“10011”inbase2denotailnumero

1x24+0x23+0x22+1x21+1x20=19(inbase10)

•  Perevitareambiguitàsiusalanotazione10112=1110,100112=1910

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Altrebasi:o/ale,esadecimale

•  Sistemao/ale–  U_lizzaunanotazioneposizionalebasatasuo/ocifre(0,1,…,7)esullepotenzedi8

–  Esempio:1038=1x82+0x81+3x80=6710

•  Sistemaesadecimale–  U_lizzaunanotazioneposizionalebasatasusedicicifre(0,1,…,9,A,B,C,D,E,F)esullepotenzedi16

–  Esempio:10316=1x162+0x161+3x160=25910–  Esempio:AC416=10x162+12x161+4x160=275610

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Conversionedallabase10allabase2

•  DatounnumeroNrappresentatoinbasedieci,lasuarappresentazioneinbaseduesaràdel_pocmcm-1cm-2…c1c0(le“ci”sonocifrebinarie)

•  Perconver_reunnumeroinbasediecinelcorrispondenteinbaseduesidevono:–  Trovareires_delledivisionisuccessivedelnumeroNperdue–  Leggereires_inordineinversopero/enerelarappresentazione

binariadiN(dallacifrapiùsignifica_vaallaciframenosignifica_va)

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•  Esempio:ilnumero610:

6/2=3resto03/2=1resto11/2=0resto1

•  Leggendoires_dalbassoversol’alto,sihachelarappresentazionebinariadelnumero610è1102

•  Perunacorre/averificabastariconver_reilrisultatoallabase10–  Cioè,calcolare1x22+1x21+0x20

Conversionedallabase10allabase2

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•  Perché1102=610?

Conversionedallabase10allabase2

6/2 = 3 resto 0 3/2 = 1 resto 1 1/2 = 0 resto 1

0 x 20 + 1 x 21 + 1 x 22

= 6

1 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 21 + 1 x 20 con resto 0 2 1 x 21 + 1 x 20 = 1 x 20 con resto 1 2 1 x 20 = 0 con resto 1 2

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•  Esempio:ilnumero34510:345/2=172resto1172/2=86resto086/2=43resto043/2=21resto121/2=10resto110/2=5resto05/2=2resto12/2=1resto01/2=0resto1

•  Leggendoires_dalbassoversol’alto(inquantosio/engonoapar_redallaciframenosignifica_va,l’unità),sihacherappresentazionebinariadelnumero34510è1010110012

Conversionedallabase10allabase2

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Conversionedallabase2allabase10

•  Siacmcm-1cm-2…c1c0unnumerorappresentatoinbase2,usiamo:

cmx2m+cm-1x2m-1+cm-2x2m-2+…+c1x21+c0x20=N10

•  Esempio:1010110012

1x28+0x27+1x26+0x25+1x24+1x23+0x22+0x21+1x20

=256+64+16+8+1

=34510

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Operazionisunumeribinari

•  Vediamosoloilcasodellaaddizionenellacodificabinaria:–  Sime/onoincolonnainumeridasommare–  Sicalcolailriportoognivoltachelasommaparzialesuperailvalore1

•  Addizione:0+0=0conriporto00+1=1conriporto01+0=1conriporto01+1=0conriporto1

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Operazionisunumeribinari

•  Addizione:0+0=0conriporto00+1=1conriporto01+0=1conriporto01+1=0conriporto1

•  Esempi: 1 + 1 = 1 0

1 0 1 + 1 1 = 1 0 0 0

1 0 1 1 0 1 0 1 + 1 0 0 0 1 1 0 = 1 1 1 1 1 0 1 1

1 1 1 + 1 1 = 1 0 1 0

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Codicialunghezzafissa

•  Sesiusaunnumeroprestabilitodicifresihauncodicealunghezzafissa–  Normalmenteicomputerusano32o64bitperrappresentarei

numeri•  Inquestomodosiponeancheunlimitealnumero

massimorappresentabile•  Esempio:qualèilnumeropiùgranderappresentabilecon

4cifre?–  Inbase10: 9999–  Inbase2: 1111 (=1510)–  Inbase16: FFFF (=6553510)–  Inbase8: 7777 (=409510)

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Codicialunghezzafissa

•  Numerimaggioridiquellomassimorappresentabilecausanoproblemidioverflow–  Ovveroperessererappresenta_richiedonopiùcifrediquelleadisposizione

•  Esempio:4cifre–  Inbase10: 9999+1 =1000010–  Inbase2: 1111+1 =100002(=1610)–  Inbase16: FFFF+1 =1000016(=6553610)–  Inbase8: 7777+1 =100008(=409610)

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Codicialunghezzafissa

•  Ingenerale,conNcifreadisposizioneebasebilpiùgrandenumero(interoposi_vo)rappresentabilesipuòesprimerecome

bN–1•  Esempio:N=4

–  Inbase10: 9999 =104-1–  Inbase2: 1111 =24-1–  Inbase16: FFFF =164-1–  Inbase8: 7777 =84-1

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Codicialunghezzafissa

•  Esempiodioverflownelsistemabinariodovutoaoperazioniaritme_che:–  5+4=9(insistemadecimale)–  Abbiamousatosolouncifredecimaleperilrisulto

•  Ricordiamo:510=1012 , 410=1002

1 0 1 + 1 0 0 = 1 0 0 1

(in sistema binario)

Errore: overflow (non può essere codificato 910 = 10012 con tre bit)

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Codificadeinumeri

•  Codificareilnumero13210nellacorrispondenterappresentazionebinaria

•  Ordinareinmodocrescenteiseguen_numeri:–  10410–  128–  100112–  1000100002–  1001110

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Rappresentazionedeinumeri

•  Inrealtà,unasemplicecodificabinariacomequelladiscussafinoadoranonèsufficiente,perduemo_vi:–  Numerinega_vi–  Numericonlavirgola

•  Perques_numerivengonou_lizzatedellerappresentazionidifferen_–  Peresempio“complementoadue”perrappresentareinumerinega_vi

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Archite/uradeicomputer

•  Uncomputerdeve:–  elaborarel’informazione

•  usandoilprocessore(CentralProcessingUnit-CPU)–  memorizzarel’informazione

•  usandolamemoriaprincipale(RAM)•  usandolamemoriasecondaria

–  farel’input/outputdell’informazione•  usandoidisposi_vidiinput/output

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Hardware + Software

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Hardwareeso�ware

•  Hardware: –  Stru/urafisica(archite/ura)delcalcolatoreformatadapar_meccaniche,ele/riche,ele/roniche

•  SoKware:–  Programmidibaseperlages_onedelsistema–  Programmiapplica_viperl’usodelsistema(possonousareiprogrammidibase)

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Hardware

•  Inuncomputerpossiamodis_nguerequa/rounitàfunzionali:–  Ilprocessore–  Lamemoriaprincipale–  Lamemoriasecondaria–  Idisposi_vidiinput(inserimento)/output(res_tuzionedirisulta_)

•  Ilprocessoreelamemoriaprincipalecos_tuisconol’unitàcentraledelcomputer

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Componen_principalidiuncomputer

Unità centrale Processore

Dispositivi di input/output

Memoria secondaria

Memoria principale

Periferiche del calcolatore

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Esempio

RAM

CPU

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CPU(processore)

Unità centrale Processore

Dispositivi di input/output

Memoria secondaria

Memoria principale

Periferiche del calcolatore

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Esempio:Motorola6502

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Esempio:Motorola6502

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Esempio:Motorola6502

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Componen_dellaCPU

•  LaCPUnonèununicocomponentemaècos_tuitadacomponen_diversichesvolgonocompi_diversi

Unità di controllo

Unità aritmetico logica

Program Counter REGISTRI

Registro di Stato

Bus Interno

Registro Istruzioni

Registri Generali 8 o 16 …

Registro Indirizzi Memoria

Registro Dati Memoria

Registro di Controllo

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Esempio

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Unitàdicontrollo

Unità di controllo

Unità aritmetico logica

Program Counter REGISTRI

Registro di Stato

Bus Interno

Registro Istruzioni

Registri Generali 8 o 16 …

Registro Indirizzi Memoria

Registro Dati Memoria

Registro di Controllo

L’unità di controllo è la parte più importante del processore •  Esegue le istruzioni dei programmi •  Coordina le attività del processore •  Controlla il flusso delle istruzioni tra il processore e la memoria

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Unitàdicontrollo

•  SvolgelasuaaTvitàinmodociclico(implementailciclomacchina)

•  Fetch istruzione (preleva dalla memoria principale la “prossima” istruzione da eseguire)

•  Decodifica istruzione •  Fetch dati (preleva gli operandi specificati

nell’istruzione) •  Esecuzione istruzione •  Restituzione risultato

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Unitàdicontrollo

•  L’esecuzionecomportal’inviodicomandiopportuniall’unitàrela_va–  Calcoli→Unitàaritme_cologica–  Le/ura/scri/urada_→memoria–  Acquisizione/stampa→disposi_vidiI/O

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Businterno

Unità di controllo

Unità aritmetico logica

Program Counter REGISTRI

Registro di Stato

Bus Interno

Registro Istruzioni

Registri Generali 8 o 16 …

Registro Indirizzi Memoria

Registro Dati Memoria

Registro di Controllo

Bus interno: permette la comunicazione tra i componenti del processore

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Businterno

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Registri

Unità di controllo

Unità aritmetico logica

Program Counter REGISTRI

Registro di Stato

Bus Interno

Registro Istruzioni

Registri Generali 8 o 16 …

Registro Indirizzi Memoria

Registro Dati Memoria

Registro di Controllo

•  Iregistrisonodelleunitàdimemoriaestremamenteveloci•  Sonousatepermantenereleinformazionidinecessitàimmediataperil

processore•  Ledimensionideiregistrivarianoda16,32,64bit

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Registri

•  ProgramCounter–  con_enel'indirizzodella"prossima"istruzionedaeseguireè

memorizzatonelregistroProgramCounter•  normalmenteleistruzionidiunprogrammasonomemorizza_insequenzanellamemoriaprincipale

•  ilProgramCounterdeveessereaumentato(di1)ogniciclo(inmodotalechecorrispondeall’indirizzodellaprossimaistruzionedaeseguire)

•  RegistriGenerali–  iregistrichepossonoessereu_lizza_comememorietemporanee

persvolgereleoperazionimatema_che

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Unitàaritme_cologica

Unità di controllo

Unità aritmetico logica

Program Counter REGISTRI

Registro di Stato

Bus Interno

Registro Istruzioni

Registri Generali 8 o 16 …

Registro Indirizzi Memoria

Registro Dati Memoria

Registro di Controllo

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Unitàaritme_cologica

•  L’Unitàaritme_cologica(ALU)sioccupadieseguireleoperazionidi_poaritme_co/logico–  Somme,so/razioni,…,confron_,…

•  PrelevaglioperandidelleoperazionidaiRegistriGenerali

•  DepositailrisultatodelleoperazionineiRegistriGenerali

•  Insiemeall’unitàdicontrollocollaboraalcompletamentodiunciclomacchina

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Clock

•  AbbiamovistocheilprocessoresvolgalasuaaTvitàinmodociclico–  Adogniciclocorrispondel’esecuzionediun’operazioneelementare(un’istruzionemacchina)

•  Ilclockfornisceunacadenzatemporaleperl’esecuzionedelleoperazionielementari

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•  Consideriamounaipotesisemplificata:ognibaTtodiclockcorrispondeesa/amentel’esecuzionediunasolaistruzionemacchina–  Peresempio:ilclockchehacirca66milionidibaT_persecondo→ilcomputerpuòeseguirecirca66milionidioperazionipersecondo

•  Inrealtà,questaipotesinonèsemprevero–  L’esecuzionediunaistruzionepuòrichiederepiùbaT_diclock–  Oppurenellostessociclodiclocksipossonoeseguire(par_)di

istruzionidiverse–  Dipendedal_podiprocessore-peresempio:

•  IlprocessoreIntelCoreduorichiede3baT_delclockpercalcolarelamol_plicazionediduenumeri

Clock

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•  Lafrequenzadelclocksimisurain:–  MHz(1MHzcorrispondecircaaunmilionediistruzioni

elementari/baT_alsecondo)–  GHz(1GHzcorrispondecircaaunmiliardodiistruzioni

elementari/baT_alsecondo)•  Peresempio:seacquistateuncomputerevidiconoche

haunprocessorea4GHz–  Vuoldirecheilprocessoreèingradodieseguire(circa)3miliardi

diistruzionialsecondo•  Esempi:

–  Intel®Core™i7-6700KProcessor4.2GHz–  AMDATHLON™X4QUAD-CORE870K4.1GHz

Clock

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Memoriaprincipale

Unità centrale Processore

Memoria secondaria

Memoria principale

Periferiche del calcolatore

Dispositivi di input/output

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Memoriaprincipale

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Linguaggiomacchina

•  illinguaggioincuisiscrivonoiprogrammiperilprocessoreprendeilnomedilinguaggiomacchina–  unasequenzaditaliistruzioniprendeilnomediprogrammain

linguaggiomacchina

•  ilruolodelprocessore:–  eseguireprogrammiinlinguaggiomacchina

•  ogni_podiprocessoreèingradodieseguireunnumerodisolitolimitatodiistruzionimacchina–  normalmentecircauncen_naio–  essendopochevengonoeseguitemoltovelocemente

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Programmiinlinguaggiomacchina

•  cometu/elealtreinformazionicontenuteinuncomputeriprogrammiinlinguaggiomacchinasonosequenzedi1e0:

10001111 10101010 00000011 11001100 10101011 11111110 11001111 00000110 00000100 00000111 11000101 10111001 11111101 01011111 11001111 00101011

ADD R1 R2 R3

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Istruzionimacchina

•  tre_pidiistruzionimacchina:–  operazioniaritme_co-logiche:

•  peresempio,lasommadiduenumeri,ilconfrontotraduenumeriperstabilireseessisonouguali

•  bisognaindicaredovesitrovanoida_sucuioperare–  trasferimentoda_:

•  indicanoqualida_trasferireeinqualedirezione•  peresempio,dallamemoriaalCPUoviceversa,dall'esternoall'interno(input)oviceversa(output)

•  anchebisognaindicaredovesitrovanoida_sucuioperare–  controllo:

•  perme/onomodificareilflussodiesecuzionedelleistruzione(peresempio,sullabasedieven_esterniorisulta_intermedio/enu_dalleistruzionipreceden_)

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Operazioniaritme_co-logiche

A B A and B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

A B A or B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

A not A 0 1 1 0

•  esempio:•  add:addizione•  sub:so/razione•  and/or/not:congiunzione/disgiunzione/negazionelogica

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Trasferimentoecontrollo

•  trasferimento,esempi:–  load:leggeredallamemoriaprincipale–  store:scrivereallamemoriaprincipale

•  controllo,esempi–  if_eq:seunacondizioneèvero,proseguireinuncertomodo,altrimen_proseguireinunaltromodo

–  goto:saltareaun’istruzione

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Esempio

•  ADDR1R2R3

–  recuperareivalorimemorizza_neiregistriR2eR3einserireilrisultatodellasommadeivalorinelregistroR1

Codice istruzione Argomento 1 Argomento 2 Argomento 3

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Esempio

•  LOAD3568R2

–  operazionedile/uradallamemoria:richiedelale/uradelvalorecontenutonellacellaconindirizzo3568eilsuocaricamentonelregistroR2

Codice istruzione Argomento 1 Argomento 2

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Memoriaprincipale(RAM)

Unità centrale Processore Memoria principale

0 1 2 3 4 5

N

Sequenza di celle: –  ad ogni cella è associato un indirizzo (un numero progressivo a partire da 0)

Insieme al processore forma l’Unità Centrale di un elaboratore Contiene i programmi e i dati usati dal processore

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Memoriaprincipale(RAM)

•  RandomAccessMemory–  Sipuòaccederedire/amenteallevariecelle,unavoltanotoilloroindirizzo

–  Iltemponecessarioperaccedereadunacellaèlostesso,indipendentementedallaposizionedellacellanellasequenza

–  Iltermine“random”(casuale)indicaproprioilfa/ochenonvisonodifferenzenell’accessoallevariecelledellamemoria(ilcomputerpuòaccedereinqualsiasimomentoaqualsiasilocazione)

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Memoriaprincipale(RAM)

•  Alcuneproprietàdellamemoriaprincipale–  Vola<le:èfa/adicomponen_ele/ronici,togliendol’alimentazionesiperdetu/o

–  (Rela_vamente)costosa(costoperbit)•  Dallalezione1:icos_sonoindiminuzione

–  …

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Memoriaprincipale(RAM)

•  Alcuneproprietàdellamemoriaprincipale–  …–  Veloce:perleggere/scrivereunacellacivuoleuntempodiaccessodell’ordinedipochedecinedinanosecondi(millesimidimilionesimidisecondo=10-9sec.)•  Tempodiaccesso:iltempotra

–  Ilmomentoincuiilprocessorespecifical’indirizzodellacellasuicuivuoleoperareedàilcomandodile/ura/scri/ura

–  Ilmomentoincuil’operazioneèterminata(ildatole/oedisponibileoppureildatoscri/oèinmemoria)

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Memoriaprincipale(RAM)

•  Tu/elecellehannolastessadimensione:8,16,32,o64bit

•  LeoperazionichesieseguonosullamemoriasonooperazionidileFuraescriFura

•  Unacellapuòcontenere(partedi)undatooun’istruzione

0 1 2 3 4 5

N

Indirizzi Contenuto (in questo

esempio, 8 bit)

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Memoriaprincipale(RAM)

•  Ognicalcolatoreusaunnumerodibitcostanteperrappresentaregliindirizzi

•  Maggioreèilnumerodibitusa_,maggioresaràilnumerodicelleindirizzabili:spaziodiindirizzamento–  Sesiusano16bitpercodificaregliindirizzi,sipotrannoindirizzarefinoa65.536celle(circa64KBdimemoria,nell’ipotesidicelledimemoriadi1byte)

–  Con32bitsipotrannoindirizzarefinoa4.294.967.296celle(circa4GBdimemoria)

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Memoriaprincipale(RAM)

•  LeunitàdimisuradellamemoriaRAMvarianoasecondadel_podicalcolatoreevengonoespresseinGB

•  NeiPCgeneralmentesivadai4GBai32GB•  LaRAM,finoaduncertolimite,èespandibile(slotdi

espansione)

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MemoriaROM

•  Memoriadisolale/ura(ROM)–  fapartedellamemoriaprincipale–  nonpuòesseremodificata–  adifferenzadellaRAMnonèvola_le–  velocequasicomelaRAM–  con_eneleinformazionidiinizializzazioneusateognivoltachesiaccendel’elaboratore(bootstrap)

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Memoriacache

•  Memoriacache–  LivellodimemoriaintermediotrairegistrielaRAM

•  Memorizzaida_usa_piùspessosenzadoverlirecuperaretu/elevoltedallaRAM(cheèpiùlenta)

•  Influiscemol_ssimosulleprestazioniesulcostodellaCPU(equindidelcomputer)

–  ÈmoltopiùcostosadellaRAM–  Ingenereèinternaalprocessore(cacheL1),maesisteancheuna

cachesecondaria(L2)esternaalprocessore–  Lesuedimensione_pichevannodai1MBa8MB

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Buffer

•  Buffer–  Piccolepar_diRAMconfunzionidimemoriatemporanea–  Usa_perilpassaggiodelleinformazionidaunprogrammao

disposi_voadunaltro–  InWindowssiparladiClipboard,memoriatemporaneausataper

esempioperleoperazionidiCopiaeIncolla

1

2

3

4

5

Foglio elettronico Programma di videoscrittura

Clipboard (buffer)

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TecnologiecostruTve

•  SRAM(RAMsta_che):–  Cos_eleva_–  TempidiaccessoridoT–  Normalmenteusateperlamemoriacache

•  DRAM(RAMdinamiche):–  TempidiaccessopiùdellaSRAM(40-60nanosecondi)–  Normalmenteusateperlamemoriaprincipale–  SDRAM:DRAMsincrono,unclock(chehaunafrequenzamisurata

inMHz)sincronizzal’accessoallamemoria–  DDR:DoubleDataRate,raddoppialavelocitàditrasferimentodi

da_tralamemoriaeilprocessore•  VRAM(RAMvideo):usateperlages_onedelleimmagini

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Busesterno

•  Busesterno:perme/elacomunicazionetrailprocessoreeglialtricomponen_delcomputer

CPU RAM Interfaccia

dati indirizzi

controllo

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Busesterno

Unità di controllo

Unità aritmetico logica

REGISTRI Bus Interno

… 1000 LOAD 4809 R2 1001 LOAD 3568 R1 1002 ADD R1 R2 1003 STORE R1 3568 1004 GOTO 1001 … 3568 25 … 4809 30 … Interfaccia

CPU RAM

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Componen_principalidiuncomputer

Unità centrale Processore

Memoria secondaria

Memoria principale

Periferiche del calcolatore

Dispositivi di input/output

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Memoriasecondaria

•  Lamemoriaprincipalenonbasta(èvola_le,costosa)

•  Ingradodimemorizzareiprogrammieida_inmodopermanente

•  Èmenocostosachelamemoriaprincipale:ledimensionidellamemoriasecondariasonodisolitomoltomaggioridiquelledellamemoriaprincipale

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Memoriasecondaria

•  Isuppor_dimemoriasecondariasonopiùlen6rispe/oallamemoriaprincipale(presenzadidisposi_vimeccanici)

•  NontuTisuppor_dimemoriasecondariaperme/onol’accessodireFoaida_–  Alcuniperme/onosolounaccessosequenziale(peresempio,nastrimagne_ci)

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Ricordiamo:caricamentodelprogramma

•  All’aumentaredellacapacitàdimemoriadimassa,aumenteràilnumerodiprogrammiedocumen_chepoteteconservarenelvostrocomputer

•  Quandosi“lancia”unprogrammaquestovienecopiatodallamemoriasecondaria(disolitounharddisk)nellamemoriaprincipale

•  Questaoperazionesichiamacaricamentodelprogrammaevieneeseguitadalsistemaopera_vo

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Caricamentodiunprogramma

•  Iprogrammieida_risiedononelmemoriasecondaria•  Peressereesegui_(iprogrammi)eusa_(ida_)vengonocopia_nella

memoriaprincipale•  Ilprocessoreèingradodieseguireleistruzionidicuisonocompos_i

programmi

Processore

Memoria secondaria

Memoria principale

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Memoriasecondaria

•  Lamemoriasecondariadeveaverecapacitàdimemorizzazionepermanenteequindiperlasuasiu_lizzanoprincipalmentetecnologiebasate:–  sulmagne_smo(tecnologiamagne6ca)

•  dischimagne_ci(harddiskefloppydisk)•  nastrimagne_ci

–  sull’usodeiraggilaser(tecnologiao8ca)•  dischioTci(CD-ROM,DVD)

–  sullamemoriaflash(memoriaele/ronicaallostatosolido)•  SolidStateDrive(SSD)•  USBmemorycard

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Idischimagne_ci

•  Idischimagne<ci:sonoisuppor_dimemoriapiùdiffusi

•  Nelcorsodelleoperazioni:–  Idischivengonomantenu_inrotazioneavelocitàcostante

–  Leinformazionivengonole/eescri/edates_nemagne_che

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Idischimagne_ci

•  Idischisonosuddivisiintracceconcentricheese/ori,ognise/oreèunafe/adidisco–  Ise/orisuddividonoognitracciainporzionide/eblocchi

Testina Traccia Blocco

Settore

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Idischimagne_ci

piatto testina

briaccio

piatti testine

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Idischimagne_ci

•  Harddisk(discorigido/fisso):sonodeidischichevengonou_lizza_comesupportodimemoriasecondariafissoall’internodelcomputer–  daalcuniGBdimemoria

(500GB)adalcuniTB(4TB)epiù

–  Circa5000–10.000girialminuto

•  Floppy disk (dischetti flessibili): sono supporti rimovibili –  Un solo disco, da 3,5 pollici di diametro, capacità 1,44 MB –  Circa 300 giri al minuto

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LamemoriaoTca

•  Usailraggiolaseresfru/alariflessionedellaluce–  Ilraggiolaservieneriflessoinmododiversodasuperficidiverse,e

sipuòpensarediu_lizzaredellesuperficicondeipiccolissimiforellini•  Ogniunitàdisuperficiepuòessereforataononforata•  L’informazionevienele/aguardandolariflessionedelraggiolaser

0 1 0 1

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LamemoriaoTca

0 1 0 0 1 0 1 0 1

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IdischioTci

•  CD:–  CD-ROM(CD-ROMovveroCompactDiscReadOnlyMemory):consentonosolamenteoperazionidile/ura•  Poichélascri/uraèun’operazionecherichiededellemodifichefisichedeldisco

•  Vengonousa_solitamenteperladistribuzionedeiprogrammiecomearchividiinformazionichenondevonoesseremodificate

–  CD-R:possonoesserescrivibileunasolavolta–  CD-RW:riscrivibili;basa_supiùstra_dimateriale

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IdischioTci

•  DVD(DigitalVersa_leDisc):piùcapaceevelocedelnormaliCD–  Sviluppa_perleimmaginidi“standard”TV(a768×576pixel)

–  DVDadoppiostrato:unstratoso/ol’altro;ilprimostratoèrealizzatoinmaterialesemi-trasparen_

•  Blu-RayeHD-DVD:sviluppa_perleimmaginidigitalidialtarisoluzione(a1920x1080pixel)

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SolidStateDrive

•  SSD:suppor_didimensionisimiliagliharddisk(da64GBa1TBepiù)mabasa_sucircui_dimemoriariscrivibilenonvola_le(flashmemory)

•  sullostessoprincipiosonobasa_chiaviUSB,memorycard,compactflash,memorypen,memorys_ck,USBflashdrive,USBs_ck,…(2GB-64GB)

•  USBflashdrive,USBs_ck:–  u_lizzabilesulleporteUSBdiunpersonalcomputer–  piùvelocedeifloppydisk,efacilmentetrasportabili–  ancheusa_neglieBookreadersele/oriMP3

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Unitàdimisura

•  ChiaviUSB/USBflashdrive:2GB-64GB•  Harddisk:500GB-4TB•  SSD:64GB-1TB•  DVD:da4.7finoa17GBdimemoria•  Nastrimagne_ci,usa_soloperfunzionidibackup

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Componen_principalidiuncomputer

Unità centrale Processore

Memoria secondaria

Memoria principale

Periferiche del calcolatore

Dispositivi di input/output

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Idisposi_vidiinput/output

•  InterazioneUomo-Macchina•  Basatasuidisposi_vidiI/O•  Lalorofunzioneprimariaè

quelladiconsen_re…–  l’immissionedeida_all’interno

delcomputer(input)o–  l’uscitadeida_dalcomputer

(output)

•  Interfacciauomo/macchina–  perme/elacomunicazionetra

l'essereumanoeilcomputer

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Idisposi_vidiinput/output

•  Sicolleganoalleportedelcomputer–  Adaltolivelloleportesonole“prese”cuisiconne/onoidisposi_vi

–  Neesistonodi_pidiversiasecondadel_podicollegamentoedellavelocitàditrasmissione(esempio:portaUSB,porta1394)

USB

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Idisposi_vidiinput/output

•  Leportefannopartedischede,chesonodisposi_viinternoalcase(invulcro)delcomputer,echesonoconnessedire/amentealbus

•  Insieme,leporteeleschedediinput/outputrealizzanol’interfacciatrailbusel’esterno(inquestocasol'interfaccianonètraessereumanoecomputer!)

CPU RAM scheda

dati indirizzi

controllo

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Idisposi_vidiinput/output

•  Input:–  Tas_era–  Mouse(ealtristrumen_

dipuntamento)–  Scanner–  Microfono–  Macchinefotografiae

telecameradigitale–  Le/oridicodiciabarre

•  Output:–  Monitor–  Stampante–  Casseacus_che

•  Input/output: –  Touchscreen –  Modem

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Idisposi_vidiinput

•  Latas<era:ilprincipalestrumentodiinput–  Ognivoltachel’utentedigitauntasto,latas_era“avverte”ilprocessorecheuncara/ereèdisponibile

–  Nonhacapacitàdielaborazione–  Undisposi_vodiinputcieco,nelsensochel’utentenonpuòvedereida_immessi•  Latas_eraèu_lizzatainsiemeadundisposi_vodioutputsucuivengonovisualizzateleinformazionifornitetramitetas_era

•  Latas_eraeildisposi_vodioutputnonsonodire/amentecollega_traloro

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Idisposi_vidiinput

•  Ilmouse:undisposi_vodipuntamento–  Unafreccia(ounaltrosimbolo)indicalaposizionedelmousesulvideoelospostamentodelmousesultavolovienecomunicatoalprocessore,cheproducelospostamentocorrispondentedellafreccia(/simbolo)sulvideo

–  Unavoltaraggiuntalaposizionedesiderata,premendounodeipulsan_delmousesigeneraunsegnaleininputchepuòcorrispondereadiversefunzioni

–  Comelatas_era:è“cieco”,nonhacapacitadielaborazione

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Idisposi_vidioutput

•  Ilmonitor:visualizzaida_chel’utenteinserisceininputeirisulta_delleelaborazionidelcalcolatore–  Unmonitorpuòesserevistocomeunamatricedipun_(pixel)illumina_condiversaintensità

–  Ladimensionedelmonitorvienemisuratainpollici(lunghezzadelladiagonaledelvideo)•  Porta_le:12ai15pollici•  Desktop:15ai17pollici•  Professionali:17ai21pollici

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Idisposi_vidioutput

•  Schedavideo:–  Schedacheconverteleinformazionidioutputdelprocessorein

unsegnalevideochevieneinviatotramiteuncavoalmonitor–  L’immaginechevediamosulmonitor(opportunamentecodificata)

vienememorizzatainunamemoriaspecializzatade/amemoriavideo(VRAM)(risiedesullaschedavideo)

–  Esistonoschedevideoconaccelerazione2Doppure3D:hannolacapacitàdielaborazione

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Idisposi_vidiinput/output

•  Schedaaudio:–  Schedacheconverteunasegnaleaudiodigitaleinunsegnale

audioanalogico,riprodoTdaialtoparlan_delcomputer–  Equipaggiatoconunconver_toredigitale-analogico–  Normalmente,leschedeaudioanchepossonoricevereinput(per

esempio,daunmicrofono),chevienetrasformatoinunsegnaledigitale(laschedaèequipaggiatoconunconver_toreanalogico-digitale)

•  Touchscreen:–  L’utenteinteragisceconilcomputertoccandoloschermo

(smartphone,tablet)