Codifica dei dati

I dati sono codificati in forma binaria.

BIT (binary digit - cifra binaria)

Un bit pua avere due valori 0 e 1. Ciascun bit è memorizzato da una cellaelementare di memoria, fisicamente realizzata come dispositivo elettronico in cui sono chiaramente distinguibili due stati.

I dati vengono codificate in sequenze di bit

BYTE è una sequenza di 8 bità le possibili combinazioni sono 2⁸=256

Per consentire la corretta interpretazione delle sequenze binarie, vengono utilizzati dei meccanismi di tipizzazione.

Ecco alcuni esempi:

Tipi di dato

Alcuni tipi di dato in un calcolatore

· interi relativi (ovvero, con segno) a 32 bit

· per valori compresi tra -2147483648 e +2147483647

· interi relativi (ovvero, con segno) a 8 bit

· per valori compresi tra -128 e +127

· numeri naturali (owero, senza segno) a 8 bit

· per valori compresi tra O e +255

· caratteri dell'alfabeto ASCII (8 bit)

caratteri dell'alfabeto Unicode (16 bit)

· numeri razionali in virgola mobile secondo lo standard IEEE 754-1985 a 32 bit

e 9 cifre significative e mantissa tra ~5 e +38

· numeri razionali in virgola mobile secondo Io standard IEEE 754-1985 a 64bit

e 18 cifre significative e mantissa tra -324 e +308)

valori logici (vero o falso)

L’unità centrale è di solito realizzata sotto forma di microprocessore.

Struttura dell’unita centrale di elaborazione

PC: Program Counter – registro contatore delle istruzioni – indirizzo della prossima istruzione da eseguire.

IR: Instruction register – registro delle istruzioni – l’istruzione che deve essere eseguita (codificata)

MAR: Registro di indirizzamento della memoria – indirizzo della cella di memoria che deve essere acceduta o memorizzata

MDR: Registro dati di memoria – dato che è stato acceduto o che deve essere memorizzato

PSW: Parola di stato del processore – contiene informazioni. Opportunamente codificate, circa l’esito dell’ultima istruzione che è stata appena eseguita

Poi comunque abbiamo altri registri, utilizzati ad esempio per la memorizzazione degli operandi e del risultato di una operazione.

Caratteristiche dei moderni Microprocessori:

1- Repertorio di istruzioni: le istruzioni del linguaggio macchina del processore

2- Velocità: misurata con la frequenza del clock (va osservato che l’esecuzione di ciascuna istruzione richiede solitamentepiù cilci macchina

3- Ampiezza del bus: numero di bit nel bus interno del processore.

4- Co-processore: nei moderni processori abbiamo per esempio il co-processore matematico

5- Cache: memoria veloce locale al microprocessore, che consente un’accellerazione nell’esecuzione dei programmi.

Memoria Centrale (o principale)

Può essere acceduta direttamente dal processore. È cosi composta:

Caratteristiche delle memorie centrali

1- Capacità: numero di bit che possono essere memorizzati, misurati in byte (e multipli del byte):

Ø1 kbyte = 2¹⁰ byte = 1024 Byte

Ø1 Mbyte = 2²⁰ byte = 1 048 576 Byte

Ø1 Gbyte = 2³⁰ byte = 1 073 741 824 byte

2- Velocità di accesso:velocita delle operazioni di lettura/scrittura

3- Volatilità:

a)Memorie RAM (Random Access Memory): possono essere sia lette che scritte, ma sono temporanee e vengono perse se non salvate.

b)Memorie ROM (Read only memory) possono essere solo lette, in cui i dati sono memorizzati in modo permanente.

Caratteristiche delle memorie secondarie

1- Non volatilità: i dati non vengono persi perché memorizzati

2- Grande capacità: la capacità della memoria secondaria è maggiore (anche di diversi ordini) della memoria centrale

3- Bassi costi: è molto minore, per bit, della memoria centrale

4- Minore velocità di accesso rispetto alla memoria centrale

5- I dati per essere acceduti dal processore devono comunque transitare nella memoria centrale

In conclusione

La Memoria Centrale memorizza tutti i programmi e i dati del calcolatore.

La Memoria Secondaria memorizza tutti i programmi in esecuzione e i dati necessari per la loro esecuzione.

Disco Magnetico

Abbiamo 1 o più piatti di alluminio rotanti ricoperti di materiale magnatico e da testine.

Le testine permettono lettura e scrittura di bit su un disco, memorizzati sotto forma di polarizzazione (positiva e negativa).

Un piatto è formato da 2 superfici, a loro volta suddive in tracce(circolari) e settori(a spicchio):

-Un cilindro è l’insieme delle traccie in una data posizione radiale.

-I settori sono le unità logiche di memorizzazione con la capacità di 512 byte ciascuna.

L’indirizzo di un settore è dato da:

-Cilindro

-Superficie

-Settore