Algoritmi e Architettura dei Computer

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Questions and Answers

Qual è la definizione corretta di un algoritmo?

Una sequenza interminabile di azioni.

Un insieme di dati da analizzare.

Una sequenza finita di azioni per risolvere un problema. (correct)

Un comando per comunicare con una macchina.

Quale tra queste affermazioni descrive correttamente un elaboratore?

Esegue le istruzioni di un programma automaticamente. (correct)

È composto esclusivamente da software.

È solo una parte fisica della macchina.

Interpreta il linguaggio naturale dell'uomo.

Cosa caratterizza un linguaggio formale rispetto a un linguaggio naturale?

È più difficile da comprendere per una macchina.

È sempre ambiguo nelle istruzioni.

Può avere molteplici interpretazioni.

Non ammette ambiguità nelle interpretazioni. (correct)

Quale delle seguenti opzioni rappresenta una caratteristica del software di base?

Programmi per gestire il sistema operativo. Signup and view all the answers

In che modo hardware e software sono considerati logicamente equivalenti?

Ogni operazione in hardware può essere simulata in software. Signup and view all the answers

Quale tra i seguenti fattori influisce sulla scelta tra hardware e software?

Costo e velocità. Signup and view all the answers

Qual è il principale compito di un software applicativo?

Eseguire compiti specifici per l'utente. Signup and view all the answers

Qual è una differenza fondamentale tra l'uomo e la macchina nella comunicazione?

La macchina non può comprendere linguaggi ambigui. Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente il processo di esecuzione del programma nel modello di Von Neumann?

Le istruzioni vengono eseguite una alla volta in sequenza. Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale dell'unità di controllo (CU) all'interno della CPU?

Estrarre istruzioni dalla memoria e gestire i dati. Signup and view all the answers

Cosa rappresenta il Registro Contatore (PC) nella CPU?

Contiene l'indirizzo della prossima istruzione da eseguire. Signup and view all the answers

Quali sono i due principali registri della CPU e le loro rispettive funzioni?

Registro di istruzione (IR) e Registro Contatore (PC). Signup and view all the answers

Qual è la funzione principale dei dispositivi di Input/Output (I/O) nel sistema?

Acquisire e trasmettere informazioni per l'utente. Signup and view all the answers

Quale livello di un sistema di elaborazione è dedicato ai linguaggi di alto livello che sono indipendenti dalla macchina?

Livello 5 Signup and view all the answers

Quale livello consente di capire come programmare un compilatore?

Livello 2 Signup and view all the answers

Quale linguaggio è utilizzato nel livello 1 di microarchitettura?

Microistruzioni Signup and view all the answers

Qual è il livello che si occupa della rappresentazione strutturale di un sistema?

Modello dell'elaboratore Signup and view all the answers

A quale livello corrispondono le istruzioni di macchina?

Livello 2 Signup and view all the answers

Quale livello non è visibile al compilatore e fornisce informazioni per il funzionamento della CPU?

Livello 0 Signup and view all the answers

Quale livello gestisce principalmente le periferiche esterne come schermi e mouse?

Livello 3 Signup and view all the answers

Quale affermazione descrive meglio il sistema di elaborazione?

Colma il divario tra linguagio analogico e digitale. Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica dei linguaggi di alto livello?

Richiedono un compilatore per la loro esecuzione. Signup and view all the answers

Quale affermazione è corretta riguardo alla compilazione e interpretazione?

La compilazione genera un programma oggetto, mentre l'interpretazione no. Signup and view all the answers

Qual è la velocità di esecuzione tipica dei linguaggi compilati?

Alta velocità, poiché sono eseguiti dopo la compilazione. Signup and view all the answers

Quale delle seguenti è una caratteristica dei linguaggi interpretati?

Consentono una facile messa a punto dei programmi. Signup and view all the answers

Cosa distingue i linguaggi di basso livello dai linguaggi di alto livello?

I linguaggi di basso livello sono dipendenti dalle caratteristiche dell'elaboratore. Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni è falsa riguardo alla traduzione dei programmi?

Richiede sempre l'uso di un linguaggio intermedio. Signup and view all the answers

Qual è un esempio di linguaggio di alto livello?

Fortran Signup and view all the answers

Che cosa rappresenta il ciclo di istruzione in un processore?

La sequenza di operazioni necessarie per eseguire un'istruzione. Signup and view all the answers

Qual è il primo passo nel ciclo di istruzione?

FETCH Signup and view all the answers

Quale tra le seguenti macchine è considerata il primo esempio di calcolatore elettronico digitale?

EINAC Signup and view all the answers

Quale innovazione ha segnato l'inizio della miniaturizzazione dei computer?

L'introduzione dei circuiti integrati Signup and view all the answers

Chi è considerata la prima programmatrice del mondo grazie al suo lavoro sull'analytical engine?

Ada Lovelace Signup and view all the answers

Qual è la principale unità di misura delle prestazioni di un processore?

Hertz Signup and view all the answers

Quale macchina è stata costruita da Eckert e Mauchly per scopi militari?

EINAC Signup and view all the answers

La Legge di Moore si riferisce a quale aspetto della tecnologia dei computer?

L'aumento del numero di transistor nei chip. Signup and view all the answers

Quale affermazione riguardo ai transistor è vera?

Hanno sostituito le valvole termoioniche. Signup and view all the answers

Quale delle seguenti affermazioni riguardanti l'architettura dei computer è corretta?

L'architettura di Von Neumann prevede l'uso di uno stesso spazio per dati e istruzioni. Signup and view all the answers

Qual è una caratteristica del microprocessore Intel 4004?

È il primo esemplare a 4 bit. Signup and view all the answers

Che tipo di operazioni può eseguire l'analytical engine di Babbage?

Operazioni pre-registrate attraverso schede perforate. Signup and view all the answers

Cosa indica una maggiore frequenza di clock in un processore?

Maggiore numero di operazioni eseguite al secondo. Signup and view all the answers

Study Notes

Informatica: Rappresentazione ed Elaborazione Automatica delle Informazioni

L'elaborazione delle informazioni è un processo composto da azioni definite per risolvere un problema, con diverse fasi come la specifica dei dati da elaborare e le azioni da svolgere.
Gli algoritmi sono sequenze finite di azioni che risolvono un problema in un tempo finito.
I programmi sono descrizioni concrete di algoritmi, espressi in un linguaggio, per essere eseguiti da un elaboratore.
Un elaboratore è una macchina che esegue automaticamente le azioni specificate dal programma. È composto da hardware (la parte fisica) e software (la parte logica), che si divide in firmware (inserito nell'hardware), software di base (sistema operativo) e software applicativo (applicazioni).

Algoritmi e Programmi

Gli algoritmi descrivono la sequenza di passi per risolvere un problema.
I programmi sono rappresentazioni concrete di algoritmi in un linguaggio comprensibile al computer.

Tipi di Software

Firmware: Software incorporato nell'hardware.
Software di base: Gestisce il funzionamento del computer (es. sistema operativo.)
Software applicativo: Serve a svolgere specifiche attività (es. programmi di word processing, fogli di calcolo).

Linguaggi di Programmazione

I linguaggi di programmazione sono formali e non ambigui, al contrario del linguaggio naturale utilizzato dalle persone.
Il linguaggio formalmente definito consente alla macchina di interpretare senza ambiguità.

Elaboratori: Hardware e Software

L'hardware è la parte fisica del computer, mentre il software è la parte logica.
Il software include il firmware (codificato nell'hardware), il software di base (come il sistema operativo) e il software applicativo (le applicazioni software).

Sistema di Elaborazione

La funzione di un sistema di elaborazione è colmare il divario tra il linguaggio naturale e il linguaggio macchina grazie a un linguaggio intermedio.
I problemi della distanza tra i diversi linguaggi vengono risolti tramite un linguaggio intermedio tra utente e macchina.

Modelli di Elaboratore

Il modello di Von Neumann è un modello di architettura di computer.
Le istruzioni e i dati devono essere tutti memorizzati nella memoria principale del computer.

Classificazione degli Elaboratori

CISC (Complex Instruction Set Computer): Caratterizzato da istruzioni complesse che richiedono più cicli di clock per la loro esecuzione.
RISC (Reduced Instruction Set Computer): Caratterizzato da istruzioni semplici ma rapide.

Valutazione delle Prestazioni

CPI (Cycles Per Instruction): numero medio di cicli di clock richiesti per l'esecuzione di un'istruzione.
IPC (Instructions Per Cycle): numero medio di istruzioni eseguite in un ciclo di clock.

Livelli di un Sistema di Elaborazione

I livelli di un sistema di elaborazione vanno dalle componenti fisiche a quelli più astratti, come linguaggi di alto livello, sistemi operativi, etc.

Ciclo di Istruzione

Il processore esegue ogni istruzione seguendo una serie di operazioni definite come ciclo di istruzione.

Storia degli Elaboratori

Esiste un'evoluzione degli elaboratori, seguita da diverse generazioni che hanno introdotto tecnologie differenti.
Si evidenzia il passaggio da calcolatori meccanici (es. Pascalina, Macchina di Leibniz) a calcolatori elettronici con valvole termoioniche (es. ENIAC, EDVAC) fino a quelli basati sui transitor e circuiti integrati.

Linguaggi di Programmazione: Alto livello e Basso livello

I linguaggi di alto livello sono indipendenti dall'hardware e più facili da usare, mentre quelli di basso livello sono più vicini all'hardware e più complessi.
I linguaggi di alto livello richiedono una traduzione per essere eseguiti dai computer, mentre i linguaggi di basso livello vengono eseguiti direttamente dal processore senza traduzione.

Reti di Calcolatori

Le reti di calcolatori consentono la comunicazione e la condivisione delle risorse tra più elaboratori.
Ogni elaboratore in una rete è un nodo che comunica con altri nodi tramite un canale di comunicazione come il BUS.

Concorrenza e Sincronizzazione dei Processi

I processi concorrenti possono interagire tra loro, necessitando di meccanismi per la sincronizzazione.
Semafori e Mutex sono tipi di meccanismi di sincronizzazione per evitare conflitti tra i processi.

Gestione dei Processi

I sistemi operativi gestiscono i processi, che sono istanze di programmi in esecuzione.
Gli schedulazioni dei processi sono algoritmi che decidono quale processo deve essere eseguito in un determinato momento.

Prevenzione degli Stalli

Vengono utilizzate tecniche per evitare che i processi si bloccino in attesa in modo infinito l'uno dell'altro, come la disabilitazione delle interruzioni o algoritmi di scheduling.

Gestione della Memoria

La memoria virtuale è un metodo per estendere il contenitore di memoria (RAM) simulando una memoria più estesa.
Si utilizza una tecnica di mapping per tradurre gli indirizzi virtuali in indirizzi fisici.

Memoria Fisica e Memoria Virtuale

La memoria virtuale è un sistema che rende possibile utilizzare una memoria fisica maggiore di quella effettivamente presente nel computer.
Questa tecnica migliora le prestazioni dei computer permettendo l'esecuzione di programmi più grandi della memoria fisica.

Paginazione e Segmentazione

La paginazione e la segmentazione sono metodi per dividere la memoria virtuale in blocchi più piccoli.
Possono migliorare l'efficienza della gestione della memoria virtuale.

Gestione delle Periferiche

L'algoritmo di scheduling decide quale processo deve essere eseguito utilizzando un algoritmo di scheduling.
È un insieme di strumenti per controllare l'accesso e utilizza un algoritmo di scheduling.

Gestione del File System

L'accesso ai file e alle directory è gestito tramite il file system.
Le politiche di protezione definiscono i diritti di accesso agli oggetti.

Gestione dei Software e Hardware

Diversi metodi sono utilizzati per accedere e gestire i dati in caso di richieste multiple. Questo è essenziale nei sistemi concorrenti per gestire le risorse in modo efficiente ed evitare conflitti.

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