Concetti Chiave
- Il computer è composto da due componenti principali: l'unità centrale, che gestisce memorizzazione ed esecuzione, e l'unità di canale, che comunica con dispositivi esterni.
- Le memorie di un computer includono RAM, ROM e CACHE, ognuna con funzioni specifiche come la velocità di accesso e l'archiviazione di istruzioni vitali per l'avvio.
- L'unità centrale comprende registri, una CU per coordinare le attività, un'ALU per operazioni logiche e aritmetiche e un clock per la sincronizzazione dei circuiti.
- Il ciclo di istruzione consiste in tre fasi: prelievo, decodifica ed esecuzione, con registri dedicati per gestire le istruzioni correnti e successive.
- Il bus di sistema è fondamentale per la comunicazione interna del computer e si suddivide in bus indirizzi, bus dati e bus controllo, ognuno con un ruolo specifico nel trasporto delle informazioni.
Componenti principali di un computer
Un computer è un sistema di elaborazione.
Le principali attività sono quelle che ti permettono di svolgere determinate operazioni per far sì che accada servono due componenti:
- l'unità centrale, dove si possono memorizzare le informazioni ed eseguirle; è formata dalla memoria centrale e dalla CPU;
- l'unità di canale, che permette di comunicare con l'esterno e si può presentare in due modi:
• input -> dall'esterno verso il computer (ad esempio il mouse, la tastiera, il microfono e la webcam)
• output -> dal computer verso l'esterno (ad esempio le casse, la stampante e il monitor)
Tipi di memorie e loro funzioni
I tre tipi di memorie sono:
- RAM, è una memoria veloce di lettura e scrittura, dove sono presenti i vari dati e le varie istruzioni;
- ROM, è una memoria di sola lettura, dove sono presenti le istruzioni per far partire il computer (il BIOS il programma che contiene le istruzioni necessarie alla CPU per far partire il sistema operativo)
- CACHE
L'unità centrale è composta da:
- registri, piccole memorie che permettono di memorizzare si trovano all'interno della stessa CPU;
- CU (central unit), dispositivo logico realizzato per coordinare tutte le attività del sistema di elaborazione, imponendo la corretta esecuzione delle operazioni.
Fasi di esecuzione e registri
Le tre fasi di esecuzione sono:
• prelievo
• decodifica
• esecuzione
L'insieme di queste tre operazioni è detto ciclo di istruzione.
I registri della CU sono due:
• PC (program counter), contiene l'istruzione successiva;
• IR (instruction register), contiene l'istruzione corrente.
- ALU (arithmetic logic unit), dispositivo logico che permette di eseguire le operazioni logiche ed aritmetiche.
I registri della ALU si dividono in due categorie:
• i registri per immagazzinare gli operandi delle operazioni;
• un registro di stato, dove vengono memorizzate alcune informazioni sul risultato delle operazioni, ad esempio:
~ carry, indica se è presente un riporto
~ overflow, indica che il risultato dell'operazione non è rappresentabile correttamente
~ segno, indica che il risultato è negativo
Funzioni del clock e bus di sistema
- CLOCK, serve a sincronizzare i vari circuiti che sono all'interno del sistema di elaborazione e genera impulsi di durata costante emessi ad intervalli regolari.
• periodo di clock (o ciclomacchina) -> intervallo di tempo tra due impulsi in cui si esegue una sola istruzione
• frequenza di clock -> indica quanti impulsi vengono emessi nell'unità di tempo e si misura in Hertz
- Bus di sistema:
• bus indirizzi, porta gli indirizzi ed è caratterizzato dal numero di bit con cui è composto; un bus indirizzi composto da un bit permette di individuare 2n di memoria diverse
• bus dati, porta i dati ed è caratterizzato dal numero di bit con cui è composto
• bus controllo, consenti l'identificazione la sincronizzazione delle operazioni in corso nelle diverse parti
Domande da interrogazione
- Quali sono le principali componenti di un computer?
- Quali sono i tipi di memorie presenti in un computer e le loro funzioni?
- Quali sono le fasi di esecuzione delle istruzioni in un computer?
- Qual è il ruolo del clock e dei bus di sistema in un computer?
Un computer è composto principalmente dall'unità centrale, che include la memoria centrale e la CPU, e dall'unità di canale, che gestisce le comunicazioni con l'esterno tramite dispositivi di input e output.
I tre tipi di memorie sono la RAM, che consente lettura e scrittura veloce; la ROM, che contiene istruzioni di avvio; e la CACHE, che migliora le prestazioni del sistema.
Le fasi di esecuzione sono il prelievo, la decodifica e l'esecuzione, che insieme formano il ciclo di istruzione.
Il clock sincronizza i circuiti interni del computer, mentre i bus di sistema (indirizzi, dati e controllo) gestiscono il trasferimento di informazioni e la sincronizzazione delle operazioni tra le diverse parti del sistema.
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