storia delle memorie - "PARTHENOPE"

STORIA DELLE
MEMORIE
- SICSI 2005/2006 Indirizzo Tecnologico – Classe A042
Battiloro Raffaella
D'Onofrio Florindo
1
Il nostro itinerario sulla memorizzazione dei dati
„
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„
„
„
Valvole - Tubo a vuoto
Perforatore di schede
Linee di ritardo acustico
Tubi a raggi catodici
Tamburo di memoria magnetica
Nuclei di ferrite
Nastri magnetici
Floppy-disk
Dischi magnetici
CD-Rom
DVD
Memoria virtuale
Semiconduttori ad accesso casuale
Microprocessori
EPROM
Memorie flash
2
La memorizzazione e la elaborazione dei dati
„
Quando il computer nacque negli Stati
Uniti, nel 1940, probabilmente la
memoria di massa più usata era
rappresentata da "carta e matita"
„
Più avanti, l’idea di sfruttare supporti
già largamente sperimentati, portò
all'introduzione di nastri perforati ed in
seguito delle schede perforate
3
Nei primi elaboratori, la memoria è
costituita da valvole, ognuna delle quali
non può memorizzare che un solo bit.
„ L’aumento della memoria si scontra quindi
con il problema dell’affidabilità, a causa
della propensione delle valvole a bruciarsi
anche dopo poche ore di funzionamento
continuo.
„
4
Tubo a
vuoto
Valvola
Il tubo a vuoto, noto poi anche come
“valvola”, è nella forma più semplice
un'ampolla di vetro in cui è stato praticato
il vuoto e che contiene i due capi di un
circuito elettrico.
„ A seconda della tensione applicata, il tubo
consente o meno il passaggio degli
impulsi elettrici, indicando così
convenzionalmente i simboli 1 e 0.
„
5
„
Ogni istruzione introdotta nella memoria si
compone di due parti: la prima serie di
impulsi indica qual è l’operazione da
compiere; la seconda parte indica invece
la posizione della memoria in cui si trova il
dato che è necessario all'operazione, cioè
il suo “indirizzo”.
„
I risultati dell’elaborazione vengono
materialmente forniti dall’elaboratore
attraverso le unità per l’emissione dei dati
6
„
Il più semplice di questi dispositivi è il
perforatore di schede, che provvede a
convertire i risultati.
„
Dalla forma binaria in quella comprensibile
all'uomo: una serie di punzoni mossi da
opportuni impulsi inviati dall'unità centrale di
elaborazione, trasforma i risultati in
perforazioni su schede.
7
Macchina perforatrice
Scheda perforata
Perforatrice IBM
8
„
Gli svantaggi più evidenti di questi mezzi erano
ovviamente l’ingombro, la scarsa sicurezza, la fragilità e
la flessibilità praticamente nulla
…
„
per modificare anche un solo dato occorreva riscrivere l'intero
nastro rischiando il suo danneggiamento
La vera evoluzione per l'archiviazione dati è iniziata con
l’introduzione dei supporti magnetici: dapprima schede
magnetizzate e nastri, come quelli dei registratori, il cui
unico svantaggio è dato dalla lentezza di archiviazione e
lettura, ed in seguito dai dischi
9
„
Il problema dell'affidabilità delle memorie
viene in un primo momento aggirato con
l’impiego di linee di ritardo acustico
costituite da cilindri riempiti d’acqua o
(soprattutto) di mercurio con alle estremità
due cristalli piezoelettrici di quarzo.
10
„
I primi computer ad adottarlo, nel periodo 1949-53,
sono l'Edsac , il Seac , l'Univac 1 e l'Edvac; in
seguito anche il Binac e il Whirlwind.
EDSAC
11
EDVAC
12
BINAC
WHIRLWIND
13
UNIVAC 1
Tecnico al controllo di un'unità di
memoria dell' UNIVAC 1
14
„
Un impulso che giunge ad uno dei cristalli viene
trasformato in vibrazione meccanica, trasmessa
come vibrazione acustica attraverso il mercurio
all'altro cristallo e da questo ritrasformato in
impulso elettrico. In tal modo il segnale giunge
ritardato del tempo occorrente perché il segnale
acustico attraversi il fluido; nel circuito è
possibile trasmettere mille segnali al secondo e
cioè memorizzare mille segnali binari purché gli
impulsi che si ottengono all'uscita, deformati e
attenuati, siano costantemente rigenerati (cioè
«letti» e continuamente «riscritti»).
15
„
Un altro sistema inizialmente impiegato in
funzione di memoria è quello ideato da Frederic
Calland Williams (noto per i suoi studi sul radar)
che utilizza tubi a raggi catodici e che registra le
informazioni sui vari punti del fosforo che ricopre
lo schermo. È la prima memoria ad accesso
casuale. Con tale tecnica si memorizzano da
mille a duemila cifre binarie con un tempo di
accesso di 10-20 microsecondi rispetto ai 400
microsecondi delle linee di ritardo acustico.
16
„
II problema dei tubi di Williams è la scarsa affidabilità
poiché sono molto sensibili ai disturbi elettromagnetici e
perché lo strato di fosforo può avere dei «buchi». Nell'IBM
701 si ha mediamente un errore di lettura ogni 20 minuti.
Anche la durata è molto limitata: 50-100 ore di
funzionamento. I computer che utilizzano la memoria
elettrostatica a tubi catodici sono una quindicina, tra cui
quello costruito all'Istituto di studi avanzati (IAS) di
Princeton da von Neumann e un gruppo di macchine che
seguirono, costruite fra il 1950 e il 1956: Illiac dell'Università
dell'Illinois, Ordvac (Aberdeen proving group), IBM 701-19,
Sperry Rand 1103, Ferranti Mark 1 di Manchester e
Whirlwind del MIT.
MARK 1
17
MARK 1 (Lato sinistro)
Primo programma memorizzato con Mark 1
18
Tamburo di memoria magnetica
„
Nel 1947-1948 viene introdotto il tamburo di
memoria magnetica, come dispositivo di
memorizzazione dati nel computer (alternativa
a nastro esterno).
„
L'idea del tamburo magnetico viene
avanzata per la prima volta nel 1946 da un
gruppo di ricercatori di Princeton.
19
„
La prima realizzazione è del 1950 e si
deve alla ERA, una piccola società sorta
nel 1944 per realizzare una ventina di
piccoli supercomputer Atlas ad alta
velocità per uso militare.
„
La versione commerciale ERA 1101
dispone di tamburi in grado di
memorizzare fino a un milione di caratteri.
20
TAMBURO MAGNETICO
21
Come funziona un tamburo magnetico
„
Una serie di testine magnetiche "scrive" i
dati e le istruzioni sulla superficie cilindrica
del tamburo in forma di punti
magnetizzati e li "legge" poi in pochi
millesimi di secondi.
22
„
Fra i primi computer ad utilizzare il tamburo
magnetico, c'è il Mark 1 dell'Università di
Manchester, dove il tamburo magnetico
sostituirà i tubi catodici di Williams. A livello
industriale, il tamburo magnetico sarà invece
utilizzato per la prima volta dalla IBM per il
modello 650. In questo computer, la velocità di
rotazione del tamburo è spinta fino a 12.500 giri
al minuto, almeno tre volte quella di analoghi
dispositivi di macchine concorrenti, per ridurre
ad un terzo il tempo di accesso alle informazioni
registrate.
23
Nuclei di ferrite
„
Nei primi anni '50, la memoria a tamburo viene
sostituita da milioni di nuclei di materiale
magnetico (ferrite) che consentono di registrare in
poco spazio un numero molto maggiore di dati e
di leggerli mille volte più rapidamente (un
milionesimo di secondo)
24
„
I nuclei sono microscopici anellini di materiale
magnetico, del diametro di pochi decimi di
millimetro, attraversati da due fili elettrici fra loro
perpendicolari: al passaggio degli impulsi
provenienti dall'unità di immissione dei dati, ogni
nucleo si può magnetizzare in due sensi opposti e
può così registrare convenzionalmente l' 1 o lo 0.
25
„
Al passaggio degli impulsi provenienti
dall'unità di immissione dei dati, sui due fili
che si incrociano ad angolo retto
nell'anellino si può registrare un «bit».
„
II primo computer ad utilizzare
sperimentalmente questo tipo di memoria
è una macchina costruita nel 1953 al MIT
e successivamente il Bizmac della RCA.
26
„
Un terzo filo elettrico è in grado di
prelevare l'informazione registrata
riconoscendo lo stato del nucleo e
inviando un impulso corrispondente in
pochi millesimi di secondo.
„
L'esecuzione delle operazioni aritmetiche
e logiche viene svolta all'interno dell'unità
centrale mediante circuiti a tubi elettronici,
il cui impiego costituisce la caratteristica
tecnologica che contraddistingue gli
elaboratori della "prima generazione".
27
„
„
Le memorie magnetiche (ne vengono realizzate
anche con un milione di anellini) permettono una
grande affidabilità tanto da essere adottate dal
98 per cento dei computer dell'epoca.
Prima della loro messa a punto, l'80 per cento
delle macchine erano a memoria elettrostatica
con tubi a raggi catodici. Le memorie con nuclei
di ferrite sono comunque molto ingombranti: per
memorizzare 4.096 byte è necessario il volume
di un cubo di dieci centimetri di lato.
28
„
Tutti questi sistemi magnetici sono inamovibili
dalla macchina e, una volta riempiti con i dati,
per effettuare altre elaborazioni bisogna
cancellare una parte di memoria.
„
Verso la metà degli anni 50 le possibilità
applicative degli elaboratori vengono
notevolmente ampliate dall'impiego di memorie
ausiliarie esterne.
„
Le memorie ausiliarie esterne, come nastri e
dischi magnetici, sono invece amovibili,
consentendo così di immagazzinare un numero
infinito di dati e di programmi.
29
Nastri magnetici
1950
„ UNIVAC 1
„ La Eckert&Mauchly Computer
Corporation produce il primo calcolatore
prodotto in serie, l'Univac-1. Questo
computer è il primo ad utilizzare
un'affidabile memoria esterna su nastro
magnetico
„
30
„
Le unità a nastro possono registrare o leggere
informazioni alla velocità di 15 mila caratteri
(cifre, lettere o simboli) al secondo, cioè quasi
50 volte superiore a quella possibile con le
schede perforate.
„
Più unità a nastri possono essere collegate allo
stesso elaboratore, permettendo così di
immagazzinare milioni di informazioni.
„
Le prime bobine erano grandi come una torta e
potevano registrare alcuni milioni di caratteri
31
„
I nastri magnetici sono fettucce di plastica
ricoperte di ossido metallico sulle quali le
informazioni vengono memorizzate in forma di
punti magnetizzati o non magnetizzati lungo
piste parallele per rappresentare i simboli 1 e 0.
„
Come avviene nei comuni registratori, i dati
vengono registrati e letti da una testina
magnetica su un nastro che scorre ad una
velocità di quasi due metri al secondo.
32
„
Esistono due tipi di registratori magnetici:
… dedicati:
sono realizzati per potere essere
utilizzati solo grazie ad un computer, offre i
vantaggi di una più semplice gestione e di una
maggiore affidabilità dovuta soprattutto alla
velocità (sempre uniforme) di avvolgimento del
nastro
… non dedicati
„
Nonostante il fatto che il registratore dedicato
sia più affidabile vi sono alcuni problemi legati
alle parti meccaniche del registratore e al
trattamento vero e proprio dei file da
memorizzare
33
Testina di lettura e scrittura di un disco rigido
vicino a due testine per unità a nastro magnetico
Unità di scrittura e lettura per
nastri magnetici a bobina
Nastro magnetico a bobina, utilizzato fino alla prima metà degli anni '80
per conservare informazioni
34
„
I nastri degli anni '90 avranno lo stesso
formato delle cassette audio e conterranno
una quantità di dati mille volte superiore.
Nastro a cassetta
35
„
Dallo stesso principio nasceranno nel 1950 i
floppy-disk e in seguito i dischetti con custodia
rigida utilizzati nei personal computer. I floppydisk sono inventati (nella dimensione di 8 pollici)
da Yoshiro Nakamats, un ricercatore
dell'Università di Tokyo che vanta 2.360 brevetti
nei più diversi campi, dal golf agli altoparlanti, e
che per questa invenzione cederà i diritti alla
IBM.
36
Unità di lettura e scrittura per
floppy disk da 5".25
Vari tipi di floppy-disk di diverse
dimensioni e capacità
37
„
I floppy-disk permetteranno una sempre
maggiore densità di registrazione, passando:
dai 180 mila
caratteri su una
sola facciata di
un disco da 8
pollici (203,2
millimetri) della
fine degli anni
'70
al milione e mezzo
del successivo
standard da 5,25
pollici (133,35
millimetri;
sviluppato da un
team di ingegneri
guidato da Alan
Shugart nel 1978)
quello da 3,5
pollici (88,9
millimetri) con
custodia rigida,
messo a punto
dalla Sony nel
1982 e adottato
inizialmente da
Apple e Hewlett
Packard.
38
„
Visto dall'esterno il floppy disk si presenta come un
dischetto di materiale sintetico inserito in una "busta" di
plastica di protezione provvista di una serie di aperture:
…
„
„
„
un foro centrale, un piccolo foro vicino alla corona interna,
una tacca per l'attribuzione della scrittura, una finestra
ovale
Teoricamente sarebbe possibile usare tutta la superficie
del disco per memorizzare dati
In realtà il dispositivo di controllo (il drive) struttura il
floppy disk in un insieme di tracce circolari concentriche
ognuna delle quali viene poi suddivisa in un certo
numero di settori
Il numero di tracce e settori varia con la densità di
informazioni che è possibile memorizzare
39
„
Contrariamente a quanto avviene per i dischi
rigidi, nei floppy e minifloppy la testina è a
contatto effettivo con la superficie del disco.
„
Una particella di polvere può far saltare la
testina e quindi il numero di errori del dispositivo
è relativamente elevato, così come il consumo
della superficie magnetizzata. I floppy non
possono quindi ruotare ad alta velocità come nel
caso degli hard disk.
40
„
Mentre per leggere un'informazione registrata su
nastro è necessario svolgerlo dall'inizio fino al punto
che interessa, i dischi magnetici sono invece unità di
memoria ad accesso diretto che consentono di
raggiungere istantaneamente qualsiasi dato
registrato
La memoria a dischi
41
„
1956
Nel primo numero dell' ‹‹IBM Journal›› si
parla per la prima volta di un nuovo tipo di
memoria di massa: il disco magnetico.
„
Le unità Ramac 305 (Random Access
Memory Accounting Computer) includono
il sottosistema a dischi magnetici rotanti,
consentendo l'accesso diretto ai dati
registrati
42
„
Presentata per la prima volta nel 1956 sul Sistema
IBM 305 Ramac, RANDOM ACCESS MEMORY
ACCOUNTING COMPUTER, la memoria a dischi è
simile al juke-box.
43
Hard disk
„
„
Il primo disco magnetico rigido fu il RAMAC prodotto
dall'IBM ed immesso sul mercato nel 1956
I dischi rigidi possono essere
…
fissi montati quindi stabilmente sul computer
… mobili montati tramite un sistema di cartucce
„
„
La necessità di una maggiore rapidità ed efficienza
rispetto ad un floppy disk hanno portato ad un sistema di
elaborazione a testine mobili o flottanti
Questo è dovuto al fatto che il disco rigido è composto
da diversi strati, la lettura e la scrittura deve essere
eseguita da più testine che si muovono sulla superficie
del disco a circa mezzo micron di distanza per diminuire
il tempo di accesso
44
„
Nei primi sistemi a disco rigido non vi era un sistema di
lettura/scrittura mobile. Queste operazioni era
demandata ad una serie di testine fisse
„
Ognuna di esse aveva sotto il proprio controllo una o più
tracce del disco ed il settore interessato veniva
individuato e raggiunto tramite la rotazione del disco che
portava il settore stesso al di sotto della relativa testina
„
Con la necessità di raggiungere sempre maggiori
velocità di elaborazione si passò a meccanismi a dischi
multipli dotati di più testine per ogni traccia del disco
…
Il sistema delle testine flottanti venne introdotto in seguito
aumentando la velocità di elaborazione dei dati ma anche la
complessità di gestione e i costi di produzione.
45
„
„
„
La memoria principale continua ad essere a tamburo
magnetico.
Una o più testine magnetiche penetra tra i dischi e
provvede alla registrazione o alla lettura dei dati
raggiunti in un tempo valutabile in millisecondi.
L'unità di memoria di Ramac è costituita da una pila di
50 dischi metallici montati su un asse di rotazione
verticale.
Pila di dischi metallici
46
„
Una pila di dischi metallici ruotanti
immagazzina le informazioni sulle proprie
superfici lungo piste concentriche e in
forma di punti magnetizzati
„
La disponibilità dei dischi magnetici,
capaci di individuare e aggiornare, in
frazioni di secondo, informazioni sparse
tra la gran massa di dati archiviati, fornisce
grande impulso alle applicazioni degli
elaboratori.
47
„
I dischi hanno un
diametro di 24
pollici (circa 60
centimetri), uno
spessore di circa
2,5 millimetri e
sono distanziati di
7,5 millimetri.
48
„
Nel complesso la pila misura circa
mezzo metro d'altezza.
„
I dischi ruotano a 1200 giri al minuto e
possono registrare complessivamente
cinque milioni di caratteri, ognuno dei
quali può essere letto in meno di un
secondo.
49
„
I tempi di accesso dell'ordine dei secondi
del Ramac 305 non sono brillanti e la
densità di registrazione è sei mila volte
inferiore a quella di un IBM 3380 del
1983.
„
La disponibilità, però, dei dischi
magnetici comunque dà un grande
impulso alle applicazioni degli
elaboratori.
50
„
La quantità di informazioni memorizzabili su un
disco magnetico aumenterà notevolmente col
tempo e in circa 25 anni crescerà di sei mila
volte passando
Dai 2000 byte per
pollice quadrato dei
primi IBM Ramac
„
A 12 milioni sulle unità
con tecnologia cosiddetta
«thin film» (a film sottile)
della classe 3380.
Nell'IBM 3380, il più diffuso fra i maggiori
computer dei primi anni '90, la distanza fra le
piste dei dischi sarà di 12 micron e la densità di
registrazione di 50 mila bit per millimetro
quadrato, con un incremento di 36 mila volte in
30 anni e una riduzione di cento volte
dell'ingombro della memoria a dischi.
51
Anche l'affidabilità raggiungerà livelli
incredibili: su tali dischi si potrebbe
scrivere e leggere per diecimila volte il
contenuto di tutti i quotidiani pubblicati
giornalmente in Italia senza sbagliare
neppure un carattere.
„ Nei laboratori di ricerca si sperimentano
con successo densità 40 volte maggiori: 2
Megabyte per millimetro quadrato.
„
52
Un vecchio disco rigido di un sistema IBM
360 da 200 Mbyte da 14"
Disco rigido aperto
Disco rigido estraibile (prima
metà degli anni '80). In realtà è
costituito da una pila di dischi
magnetici
53
„
I dischetti magnetici saranno superati in
alcune applicazioni dai CD-Rom a lettura
laser che possono immagazzinare su un
unico dischetto una mole di dati pari
all'intera Enciclopedia Britannica
restituendo sul video non solo i testi, ma
anche le figure e addirittura i suoni.
CD-ROM e unità di lettura
54
Dischi ottici
„
L'ultima generazione di supporti per l'archiviazione dati
è quella dei dischi ottici suddivisibili in tre categorie:
…
disco digitale audio (compact disc)
… disco digitale video (DVD)
… disco digitale come memoria di massa per computer (CDROM)
„
La lettura e la scrittura (quest'ultima è possibile solo
grazie ai masterizzatori) su questi dischi avviene
tramite una testina laser che tramite l'angolo di
riflessione della luce sulla parte metallica del disco
individua e decodifica le informazioni incise
55
CD Rom
„
Il CD-ROM nasce nel 1983
… La
„
sigla significa Compact Disk - Read Only Memory
E' un mezzo di immagazzinamento dati che usa
un laser ottico per leggere (a una velocità di
140cm/sec) dei microscopici avvallamenti
… Gli
avvallamenti sono incisi con andamento di forme
spirali dal centro verso l'esterno (a densità costante),
su un disco argentato riflettente (il colore argentato
viene da uno strato di alluminio che fa da supporto)
„
Gli avvallamenti rappresentano i bit di
informazione: la sua capacità è pari a 575 floppy
disk da 1,44 Mbyte
56
„
Il termine CD-R sta in breve per CD-ROM registrabile e
si riferisce ad un CD che non presenta avvallamenti sulla
superficie e che quindi è vuoto
„
Al posto dello strato di alluminio, il CD-R ha una pellicola
colorata speciale su cui si possono incidere gli
avvallamenti con il calore
…
cioè dando al laser che normalmente legge soltanto gli
avvallamenti una potenza maggiore, in modo che bruci la
superficie. È un'azione che si può fare solo una volta su ogni
CD-R
…
Si possono però lasciare delle aree vuote e scriverle in seguito,
creando un cosiddetto CD multisessione
57
58
CD-Rom
59
Masterizzatori
60
DVD
„
Il DVD acronimo di Digital Versatile Disk rappresenta il
naturale miglioramento della tecnologia CD-ROM
…
Utilizza una tecnologia di memorizzazione digitale su
dischi ottici, il DVD è in grado di sostituire gli attuali CD
audio, CD-ROM, PHOTO CD e VHS
… La sua capacità di memorizzare dati è pari a 4,7 gigabyte
(Gb), garantendo una piena compatibilità in lettura con i
maggiori dispositivi di archiviazione ottica
… Il suo supporto può essere cancellato e riscritto come su
un disco fisso grazie ad una particolare tecnologia
chiamata "Phase Change" ideata dalla Panasonic nel 1996
„
I dati risiedono su un supporto trasparente nel quale è
inserita una superficie riflettente costituita da una lega
che varia il proprio stato quando è riscaldata dal raggio
laser del DVD
61
„
Durante la scrittura, il raggio laser ad alta temperatura
incide la lega del supporto creando una struttura
amorfa con un punto poco riflettente che equivale ad
un bit pari a 1
„
La cancellazione dei dati dalla matrice si effettua
utilizzando il raggio laser con una temperatura
leggermente inferiore, che riporta il punto ad un
aspetto cristallino che viene interpretato come un bit
pari a 0.
„
Per la lettura dei dati, il raggio laser colpisce la
superficie del disco ad una debole potenza,
interpretando le aree più o meno riflettenti come 1 e 0
62
Un tipico DVD
63
„
Esistono vari tipi di DVD, tra cui:
… DVD-ROM:
sono i supporti che si possono solo
leggere (Read Only Memory)
… DVD-RAM: sono i supporti riscrivibili
„
Caratteristiche tecniche:
… Tempo
di lettura: la velocità di trasferimento dati
raggiunge i 2700 Kbyte/sec. per la lettura di un
DVD e 3600 Kbyte/sec. nella lettura di un CD-ROM
… Tempo
di accesso: i valori si aggirano intorno ai
110 millisecondi in lettura CD e 150 millesecondi
con i supporti DVD
64
„
1953
La IBM annuncia il Sistema 370, un
elaboratore di grandi dimensioni, con una
memoria di tre milioni di caratteri e
capace di eseguire in un secondo dodici
milioni e mezzo di operazioni elementari.
L' elaboratore dispone della cosiddetta
"memoria virtuale"
65
Ogni programma, per essere eseguito,
deve essere portato nella memoria
principale dell' elaboratore.
„ La macchina, quindi, può svolgere solo
programmi la cui ampiezza complessiva
non superi la capacità ella memoria
principale.
„ Per superare questa limitazione, è stata
messa a punto la tecnica nota come
"memoria virtuale".
„
66
„
Il programma da svolgere è registrato
sulla memoria ausiliaria a dischi, molto più
ampia ed economica di quella principale, e
suddiviso in tante piccole parti, o pagine.
„
Ad ogni istante viene trasferita nella
memoria principale solo la pagina
necessaria in quel momento, che viene
riportata sul disco mentre un'altra la
sostituisce nella memoria principale e cosi
via.
67
„
Con questo metodo, l' elaboratore opera
come se disponesse di una memoria
principale molto più ampia di quella reale.
„
Nel modello 145 del Sistema 370, la IBM
adotterà per la prima volta una memoria
centrale composta di circuiti a
semiconduttori,in sostituzione della
memoria a nuclei magnetici.
68
„
1964
Elaboratore tipico della ‹‹terza
generazione››, l'IBM Sistema/360 è
proposto in 12 modelli che si differenziano
per la velocità operativa (da 30 mila a 20
milioni di operazioni al secondo) e per la
capacità di memoria principale (da 4 mila
a 4 milioni di caratteri).
69
„
Il ‹‹360›› opera a velocità di nanosecondi
(miliardesimo di secondo), ha una memoria
in grado di adattarsi a programmi scientifici
o commerciali, è articolabile in base alle
esigenze del committente.
„
Nel 1968, in una sua nuova versione (il
Modello 85), sarà inserita una memoria di
transito ad alta velocità, cosiddetta
"cache".
70
„
Nello stesso anno 1964, oltre al
Sistema/360, la IBM realizza Hypertape,
una unità di memoria a nastro magnetico
con una velocità di scrittura e lettura di
340 mila caratteri al secondo: una rapidità
che resterà insuperata per un decennio.
71
„
1970
La Intel produce la prima RAM
(RandomAccess Memory), la memoria a
semiconduttori ad accesso casuale da
1Kbyte, che verrà adottata
immediatamente nella costruzione di nuovi
computer al posto delle memorie a nuclei
magnetici di ferrite.
„
Nel 1973, la capacità della RAM sarà
portata a 4 K e nel 1975 a 16 K.
72
„
1971
Quest' anno vede l'inizio della rivoluzione
industriale e il suo motore è costituito dalla
straordinaria invenzione del
microprocessore o MPU (MicroProcessing
Unit), ad opera di tre ingegneri elettronici
della Intel di Santa Clara che riescono a
concentrare su una piastrina di 4 millimetri
per 3 un "supercircuito integrato".
73
„
Esso contiene ben 2.250 transistor che costituiscono
tutti i componenti di una unità centrale di elaborazione:
"cervello", memoria di entrata e di uscita.
„
La realizzazione elettronica dello schema porta alla
realizzazione del primo microprocessore: l'Intel 4004.
Processore
Intel 4004
74
„
Il microprocessore, sia pure allo stato
embrionale, riunisce in un circuito
integrato relativamente semplice, ma
dall'architettura già matura e predisposta
per ulteriori sviluppi, tutti gli elementi
aritmetici, logici e di controllo
indispensabili per un elaboratore.
75
„
Una nuova versione del microprocessore, la
Intel I-4040, troverà immediata applicazione in
un impianto per il controllo dei semafori lungo
le grandi arterie cittadine, dimostrando come il
microprocessore sia destinato ad una serie
imprevedibile di applicazioni.
76
„
I circuiti integrati saranno utilizzati non solo nelle
unità logiche, aritmetiche e di controllo, ma
anche nella memoria principale. Le informazioni
saranno cioè immagazzinate nei circuiti
elettronici sotto forma di presenza o assenza di
tensione elettrica.
„
In questo modo è possibile ridurre praticamente
della metà lo spazio necessario alla memoria,
aumentare la velocità operativa per la maggior
vicinanza tra i circuiti e diminuire la possibilità di
guasti attraverso l'eliminazione di molte
connessioni circuitali qui ricavate sulle piastrine
stesse di silicio.
77
„
Il primo computer ad utilizzare una memoria
centrale interamente composta di circuiti a
semiconduttori in sostituzione della memoria a
nuclei magnetici sarà, nel 1971, il Sistema IBM
370 Modello 145.
78
79
„
Nel 1971, alla Intel, viene realizzata la EPROM
(Erasable Programmable Read Only Memory,memoria
di sola lettura cancellabile)
„
La prima EPROM commercializzata al mondo è la
Intel1702. L' inventore è Dov Frohman, che la
concepisce come mezzo economico per
immagazzinare programmi per microprocessori.
„
La EPROM è un particolare componente elettronico in
grado di memorizzare migliaia di dati; di essa esistono
diversi modelli, ciascuno con una capacità di memoria
differente; la caratteristica della EPROM è che può
essere cancellata e riprogrammata un gran numero di
volte.
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„
La cancellazione dei dati memorizzati in un chip EPROM
avviene esponendolo alla luce ultravioletta.
„
Se il contenitore è impermeabile ai raggi ultravioletti, la
EPROM non è cancellabile e viene chiamata OTP (One
Time Programmable).
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Un esempio di Software applicativo per
Programmatore di Eprom
Centraline di Iniezione/Accensione Eprom
Le centraline sono dei dispositivi
elettronici in grado di rilevare le
condizioni di esercizio del motore e
di modificare il funzionamento degli
organi interessati.
Esse governano tutte le funzioni
vitali del motore, dall'iniezione del
carburante nei cilindri, alla corretta
fase della scintilla nella camera di
scoppio, ai sistemi antislittamento
in frenata ( ABS ), ai sistemi di
controllo della trazione.
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„
Le EPROM riprogrammabili, le più diffuse,
sono dette anche REPROM
(Reprogrammable Read Only Memory) e
EEPROM (Electronically Erasable
Programmable Read Only Memory).
„
Nel 1991 la Intel abbandonerà le ricerche
sulle EPROM a favore di quelle per le
cosiddette "memorie flash".
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1986
La Toshiba annuncia la produzione della
"flash memory".
„
Si tratta dell'innovazione più rivoluzionaria
nel settore e forse la prima invenzione
giapponese perfezionata da un'industria
statunitense, la Intel, che per un ventennio
ha ideato le innovazioni poi adottate dalle
industrie giapponesi.
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„
Dal 1986, le EPROM e altri dispositivi di
memoria cominceranno ad essere
sostituiti dalle cosiddette «flash memory
card» che dispongono di circuiti integrati
su una scheda grande come una carta di
credito (cosiddetta PCMCIA, Personal
Computer Memory Card International
Association).
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„
Le schede sono più leggere (circa 30 grammi),
richiedono meno elettricità (circa 3 Volt) e
consumano venti volte meno di un hard disk,
non hanno parti meccaniche in movimento e
non cancellano le informazioni quando viene
interrotta la corrente, come avviene invece nei
chip di memoria ad accesso casuale (RAM).
„
La capacità di memoria può arrivare ad oltre 40
Megabyte. Oltre alle espansioni di memoria, le
schede PCMCIA possono essere utilizzate
come fax-modem e ethernet-lan per inserire un
computer portatile in una rete locale.
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„
Uno degli svantaggi di una compact flash memory
card è la loro limitata capacità di memoria.
„
Una soluzione è l'alta velocità e l'alta capacità dei
dispositivi dell'hard disk.
„
Fino a poco tempo fa questi dispositivi erano
troppo grandi e costosi per essere montati sulle
"camere", ma il problema si è risolto con
l'introduzione da parte dell' IBM di dispositivi
Microdrive dell'hard disk.
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Questi dispositivi sono più
piccoli nel volume e più leggeri
da poter essere montati in uno
CompactFlash slot su una
camera digitale o un lettore di
flash card.
Essi sono diventati di largo
consumo nelle "camere" di molti
consumatori.
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Le più moderne macchine digitali
usano una memoria rimovibile, di
solito la flash memory card, ma
anche piccoli hard disks, o Cdrom, o
qualche variazione di floppy disks.
Qualunque esso sia, un dispositivo
di memoria removibile consente di
rimuoverlo quando diventa pieno e
di sostituirlo con un altro.
Il numero di immagini è limitato al
numero di dispositivi a disposizione
e alla capacità di ciascuno.
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„
„
Le "camere" supportano una grande varietà di flash
memory cards, che si differenziano tra loro per
… la capacità
… la risoluzione con cui vengono assimilate le immagini
… la modalità di compressione utilizzata
Tutte hanno il vantaggio di
… essere cancellabili e riutilizzabili
… essere rimosse
… possono essere ricollocate nei computer o nelle
stampanti per acquisire le immagini
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I VARI TIPI DI FLASH MEMORY
PC Cards
PC Cards hanno una capacità molto
alta ma la loro dimensione molto
grande ha portato a farle utilizzare solo
in "camere" digitali professionali
CompactFlash
CompactFlash cards sono i
dispositivi più avanzati per le
"camere" digitali al livello dei
consumatori.
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SmartMedia
SmartMedia cards sono più
piccole delle CompactFlash
cards e non hanno una capacità
di memoria molto elevata.
Sony MemorySticks
Sony memory sticks sono
principalmente usate nei
prodotti Sony
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xD-Picture Cards
The xD-Picture Card™ è la
più piccola delle memory
cards ed è usata in "camere"
molto piccole.
E' stata sviluppata unitamente
da Fuji e Olympus per
sostituire la SmartMedia card.
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Conclusioni
"… tutto si crea, tutto si
trasforma e nulla si
distrugge… "
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