Nuova ECDL modulo 1, Computer Essential

Modulo 1 - Nuova ECDL G. Pettarin - Computer Essential

La memoria CACHE

La memoria cache è una memoria di transito, molto veloce, più della RAM, tra la CPU e la

RAM e tra la RAM e la memoria esterna.

La memoria cache è una memoria temporanea utilizzata per migliorare il trasferimento dei

dati tra la memoria centrale e i registri della CPU; la cache, sensibilmente più veloce della

memoria centrale, grazie a propri meccanismi di gestione, contiene i dati usati più

frequentemente dalla CPU; quando il processore richiede un dato, questo viene prima

ricercato nella memoria cache (dove probabilmente si trova); in caso negativo,

viene recuperata dalla memoria centrale e, in parallelo, vengono aggiornati i

l’informazione

contenuti della memoria cache in modo che i dati in essa residenti siano sempre i più richiesti

(in termini probabilistici).

Generalmente un elaboratore ha due livelli di cache:

1. la cache di 1° livello, con dimensioni da 8Kb fino a 128Kb, che funziona con la stessa

velocità del processore.

2. La cache di 2° livello, posta usualmente in un chip diverso dal processore, con

dimensione che varia tra 128 Kbyte e 2 Mb.

Le memorie esterne

La memoria esterna, detta anche secondaria o di massa, è una memoria di supporto che

contiene programmi e dati che possono essere sfruttati solo indirettamente dal processore,

visto che l’unica memoria con cui il processore è collegato risulta essere quella centrale.

I vari dispositivi di memorizzazione attualmente in uso si differenziano per la quantità di dati

memorizzabili, per la loro velocità di fornirli alla memoria interna e per il loro costo per

unità di memoria.

Per le caratteristiche costruttive e per come memorizzano i dati sono presenti diversi

dispositivi di memorizzazione, che abbiamo elencato in precedenza. Vediamo i dettagli di

ognuno di questi.

La memoria hard disk

È la memoria di massa più importante del PC. Contiene, in modo permanente, tutti i dati e i

programmi che il computer può usare. È il principale serbatoio di benzina del computer.

Dal punto di vista costruttivo, un hard disk assomiglia a un juke box.

Ci sono dei dischi di materiale magnetizzabile e delle testine di scrittura/lettura (in pratica

delle elettrocalamite) che vanno a leggere il segnale magnetico sulla superficie del disco

oppure lo scrivono. Infatti, una elettrocalamita riesce appunto a trasformare un segnale

elettrico in magnetico.

Quindi sulla superficie di un disco ci saranno delle sequenze di segnali positivi e negativi:

ognuno è un bit. Matematicamente.it

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+

L’informazione è quindi presente sull’hard disk. Se segnali magnetici non sono troppo vicini

da disturbarsi rimangono sull’hard disk anche in assenza di corrente: la memorizzazione è

permanente.

Quindi l’hard disk è un dispositivo formato da una serie di dischi magnetici che ruotano

attorno ad un perno centrale.

Per ogni disco ci sono due testine di lettura/scrittura, una per ogni lato.

consentire alte velocità di rotazione (tempi d’accesso più brevi),

Per i dischi si trovano in un

contenitore sottovuoto. Le testine non sono a diretto contatto con la superficie del disco ma

l’attrito

la sfiorano. Questo per evitare e il rischio di graffiare il disco.

Quanti dischi ci sono? Quanto sono grandi?

Sempre per migliorare la velocità si preferisce avere tanti dischi, uno sopra l’altro a formare

un cilindro, e con diametro piccolo. In questo modo le testine devono muoversi su un corto

raggio. Inoltre ci sono tante testine che si muovono in parallelo, quindi più informazioni

scritte in un singolo movimento (80 dischi = 160 testine = 160 bit scritti in un unico

passaggio).

Un hard disk, visto dall’alto e al microscopio, appare in questo modo:

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Ogni arco di circonferenza prende il nome di Traccia: più tracce formano un Cluster. Uno

spicchio di arco si chiama Settore.

Una curiosità: se apriamo le risorse del computer vediamo che l’hard disk è indicato con la

lettera C.

Ma se è la memoria di massa più importante, perché C? Non era più corretto A, cioè la prima

dell’alfabeto?

lettera Per ordine gerarchico il più importante dovrebbe avere la prima lettera.

Tutto dipende dalla storia dei personal computer.

I primi personal computer non avevano il disco fisso. Avevano solo il floppy disk, che

vedremo nel paragrafo successivo. Quindi il floppy ha preso il nome di unità A.

L’hard disk è arrivato dopo, e visto che ci sono state due tipologie di floppy, floppy da 5 ¼ e

floppy da 3 ½ (quelli attuali), all’hard disk è stata data la lettera C.

Gli hard disk possono essere anche esterni, collegati attraverso la porta USB. Spesso si usa

un hard disk esterno per il backup, operazione che vedremo in seguito.

lettera dell’alfabeto libera:

Se colleghiamo un hard disk esterno gli viene assegnata la prima

ad esempio D, e così via. Ogni memoria esterna avrà una sua lettera identificativa.

La capacità tipica di un hard disk, a settembre 2014, va dai 500Gb a 1 Terabyte.

La scelta del disco rigido per un computer dipende dalle proprie esigenze personali: se

occorre velocità elevata e peso leggero ci si può orientare su dischi rigidi basati su tecnologia

flash, che hanno però dimensioni minori e un costo maggiore. Se si desidera avere più spazio

a disposizione per memorizzare grandi quantità di dati a costi ridotti, sono preferibili i dischi

meccanici, che però sono più lenti. A volte, le case costruttrici si orientano su soluzioni

ibride. Matematicamente.it

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La memoria floppy disk

È una delle memorie più “storiche” del PC; nasce con la comparsa dei personal computer.

Il floppy disk è una memoria magnetizzabile permanente con tempo di accesso lento,

capacità ridotta, ma trasportabile.

La caratteristica di essere trasportabile, quindi che si può portare da un computer all’altro, è

quella che ha permesso la sopravvivenza del floppy, diciamo fino ai giorni nostri: le

chiavette USB ne hanno sancito la fine.

Un floppy disk ha una struttura simile a quella dell’hard disk, solo che ha un solo disco.

Un Floppy Disk è un disco di materiale magnetizzato sulle due superfici protetto da una

custodia di plastica.

Per accedere alla superficie del disco bisogna spostare la placca metallica. A questo punto, le

due testine vanno a contatto con il disco e leggono le informazioni. (c’è anche

La capacità di memorizzazione è piccola, il tempo di accesso è molto lento

attrito), ma possono essere facilmente trasportati da un computer ad un altro.

un’apposita

Chiaramente per poter essere utilizzati, il PC deve avere apparecchiatura

hardware, il lettore di floppy disk.

Il floppy ha subito negli anni una evoluzione sia delle dimensioni che della capacità. I primi

floppy, ad uso personale, erano come quello in figura.

Per le loro dimensioni erano chiamati floppy da 5 ¼: infatti avevano la forma di un quadrato

con lato di cinque pollici e un quarto. Un disco magnetizzabile era racchiuso tra due sottili

strati di plastica: una fessura di circa un centimetro lasciava vedere la porzione di disco dove

la testina effettuava la lettura/scrittura.

La loro capacità variava da 110Kb a 1,2 Mb.

Era una memoria completamente inaffidabile: si piegavano facilmente, la superficie

magnetica era esposta all’aria, alla polvere, ecc.

Sono stati rimpiazzati dai floppy da 3 ½, quelli che troviamo adesso, che hanno una custodia

più robusta e la superficie magnetica protetta da una placca metallica.

Anche questo tipo di floppy ha subito una evoluzione.

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1. I primi erano i floppy a doppia densità (sigla DD): riescono a memorizzare fino a

720 Kb.

L’evoluzione sono i

2. floppy ad alta densità (sigla HD): hanno un aspetto identico ai

precedenti ma capacità doppia, 1,44 Mb.

Ma se sono identici come si distinguono l’uno dall’altro?

I floppy HD hanno sul lato superiore due fori. I floppy DD ne hanno uno solo.

Un foro ha una piccola placca che scorre e permette di aprire o chiudere la finestrella. È un

meccanismo di protezione:

1. se la finestrella è chiusa il floppy è sprotetto, libero: si può vedere, cancellare,

modificare il suo contenuto.

2. Se la finestrella è aperta il floppy è protetto: si può vedere il contenuto ma non si può

modificare.

È chiaro che è una protezione risibile: chiunque può aprire o chiudere la finestrella! Diciamo

che è una protezione di cortesia: se trovi un floppy con la finestrella aperta vuol dire “per

per il proprietario, non chiudere il foro per fare modifiche!”

favore, il contenuto è importante

Curiosità: per proteggere un floppy da 5 ¼ si doveva mettere un pezzo di nastro adesivo su

uno dei lati, un po’ come si faceva una volta con le cassette musicali. 25 anni fa,

l’informatica era molto ruspante.

Per utilizzare un floppy appena acquistato, che non contiene alcun dato, si dovrebbe eseguire

una operazione preliminare detta formattazione.

Il termine formattazione deriva dall'inglese “format”, con cui viene generalmente indicato il

comando per la preparazione dei dischetti. La formattazione prepara il floppy a ricevere i

dati specificando dove e come devono essere inseriti.

Si può fare un paragone con un parcheggio per le automobili: se non ci sono le righe

delimitatrici, ognuno mette la macchina come crede. Se sono tracciate le righe si parcheggia

l’auto all’interno degli spazi delimitati.

Quando si formatta un floppy si tracciano le righe, le tracce e i settori citati in precedenza,

per parcheggiare i byte. Matematicamente.it

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La formattazione è necessaria perché ci sono vari tipi computer e ognuno ha un suo modo di

disporre le tracce: i computer basati su Windows lo fanno in un modo, ma non sono gli unici:

esistono i Macintosh, AS400, ecc. che scrivono e leggono in modo diverso.

In realtà questo non è del tutto vero: visto che buona parte del mercato è predominio dei

computer basati su Windows, tutti gli altri produttori si adeguano al sistema Windows. Infatti

sul mercato ci sono i floppy già formattati, per far risparmiare tempo all'acquirente.

Importante è il fatto che la formattazione comporta una cancellazione definitiva del

contenuto del floppy. Mai formattare un floppy che contiene dati importanti: si perde tutto!

È utile formattare un floppy quando è infetto da un virus: si perde tutto ma si è sicuri di

rimuovere il virus.

Come si fa a formattare un floppy?

fa un clic con il tasto destro sull’icona del floppy. Dal menu contestuale

È molto semplice. Si

si sceglie la voce Formatta.

A questo punto si può iniziare il processo.

con il tasto destro sull’icona dell’hard disk appare la voce Formatta.

Anche se si fa un clic

Ma allora si può formattare l’hard disk e perdere definitivamente tutto il contenuto?

Non direttamente, perché l’hard disk contiene Windows: Windows non cancella se stesso,

non si suicida.

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Le memorie ottiche: CD ROM, CD R, CD R/W, DVD

Nei CD ROM, CD R, CD R/W, DVD si ha una tipologia di memorizzazione completamente

diversa dalle precedenti: è una memorizzazione di tipo ottico.

Il primo dispositivo ottico è comparso negli anni 80-90, per la diffusione della musica in

formato digitale. Il CD ROM.

La sigla CD ROM sta per Compact Disc Read Only Memory. Il nome fa capire che il CD

(almeno in origine) è una memoria a sola lettura.

Infatti il primo tipo di CD era stato costruito dalla Philips e dalla Sony per registrare dei

segnali audio su un supporto digitale, un supporto che “ragionasse” a bit. Erano dei

dispositivi che servivano solo ad ascoltare la musica, con una qualità superiore rispetto agli

Lp, ma di sola lettura: non si doveva scriverci dentro.

La fase di scrittura arrivò più tardi, con i masterizzatori, che vedremo in seguito.

Come si costruisce un CD ROM?