Appunti informatica - Architettura
Esecutori di algoritmi: con questo termine si vuole indicare gli oggetti estremamente diversi tra loro.
Un sistema informatico è un oggetto complesso, costituito da molte parti che interagiscono tra loro.
Studiare l'architettura di un sistema informatico significa individuare ciascuna sua parte, comprenderne i principi generali di funzionamento e capire come le varie parti interagiscono fra di loro.
La prima grande suddivisione consiste nel distinguere l'Hardware, cioè i componenti fisici del sistema, dal Software, cioè i programmi che vengono eseguiti dal sistema.
L'Hardware di un sistema è composto da un insieme di elementi funzionali con caratteristiche molto diverse:
- unità di elaborazione/processore: CPU Central Processing Unit, è la parte del sistema che svolge le elaborazioni e coordina il trasferimento dei dati all'interno dell'intero sistema informatico.
- Il processore ha il compito di eseguire i programmi, cioè di interpretare ed eseguire le istruzioni da cui i programmi sono composti;
- memoria centrale: RAM Random Access Memory utilizzata per memorizzare dati e programmi utili al funzionamento dell'elaboratore. La RAM ha in genere capacità limitata e contiene perciò una quantità ridotta di dati o programmi, inoltre, essa è volatile, cioè il suo contenuto viene perso quando il calcolatore viene spento. In compenso l'accesso all'informazione è molto rapido;
- memoria secondaria o memoria di massa: Hard Disk, utilizzata per memorizzare grandi quantità di dati e programmi. Qui l'informazione è persistente, cioè non viene persa con lo spegnimento del calcolatore. L'accesso alla memoria secondaria è molto meno rapido di quello alla RAM;
- unità periferiche: utilizzate per far comunicare il calcolatore con l'ambiente esterno. Le unità periferiche più comuni includono i terminali, dotati di una tastiera, un mouse, un video e le stampanti, che producono uscite di tipo cartaceo;
- bus di sistema: collega tutti gli elementi funzionali appena elencati e consente così lo scambio di dati tra di essi.
Quando l'ambiente esterno non è costituito da un utente umano la comunicazione avviene mediante:
- sensori: percepiscono fenomeni esterni, misurando valori fisici o rilevando immagini e suoni;
- attuatori: traducono comandi appropriati in azioni che possano influenzare l'ambiente circostante, quali movimenti, suoni e regolazioni.
Personal Computer
Tutti gli elementi funzionali citati sopra sono presenti in un personal computer. Quest'ultimo si compone di un corpo centrale (box) contenente al suo interno l'unità centrale, la memoria centrale e la memoria di massa; il box è collegato a una tastiera, un mouse e a un video. Un personal computer è completamente dedicato a un unico utente. La memoria di massa di un PC è costituita in primo luogo da un disco fisso (o hard disk) e da una o più unità ausiliarie. Il disco fisso è inamovibile e ha un'elevata capacità. Ulteriori unità di massa hanno una capacità molto ridotta, sono estraibili dal calcolatore e vengono usati per memorizzare e scambiare dati e programmi fra vari utenti: ne sono un esempio i floppy, le chiavi USB, i dischi ottici (CD-ROM) questi ultimi di sola lettura.
L'informazione contenuta nella memoria di massa è organizzata in File: un file è dotato di un proprio nome e contiene dati che possono essere organizzati in vario modo.
Altri sistemi informatici
Work station (postazioni di lavoro) sono dotate in genere di un video di grandi dimensioni e di un processore di elevate prestazioni; sono in grado di servire alcune decine di utenti.
Mainframe sono sistemi di grandi dimensioni, capaci di gestire centinaia di utenti, con molti processori e gigantesche memorie di massa. I mainframe possono avere centinaia o addirittura migliaia di terminali.
Un secondo, forse più importante, modo di aumentare la capacità di elaborazione si ottiene mettendo insieme, vari calcolatori a costituire Reti di calcolatori. Allo stato attuale la maggior parte dei calcolatori fa parte di una rete informatica.
Una rete di calcolatori è costituita dalla connessione di più elaboratori per mezzo di dispositivi dedicati al trasferimento dei dati. Si distinguono due categorie principali:
- Reti locali (LAN, Local Area Network) che collegano tra loro calcolatori e terminali che sono fisicamente vicini tra loro; sono molto veloci (consentono cioè di trasmettere grandi quantità di dati in poco tempo). In una LAN alcuni servizi vengono messi a disposizione dei calcolatori collegati in rete.
- Reti geografiche (WAN, Wide Area Network) che collegano elaboratori, in genere medio-grandi, che sono a grande distanza fra loro; la trasmissione di informazioni su WAN è più lenta e onerosa di quella su LAN.