Architettura di un calcolatore
Appunti di Antonio
Bernardo
Corso di Informatica di base
A. Bernardo, Informatica di base 1 1
Compiti del computer
- Elaborazione di dati
- Memorizzazione di dati
- Scambio di dati con l’esterno
- Controllo dei processi
2
A. Bernardo, Informatica di base 2
Architettura generale
Flessibile nel calcolo, in grado di svolgere diversi compiti
Modulare, suddivisione dei compiti
Scalabile, ogni componente può essere sostituito con un altro più efficiente
Standard, i componenti possono essere sostituiti con altri equivalenti
Basso costo, produzione su larga scala
Semplicità di installazione
Disponibilità di applicazioni a basso costo
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A. Bernardo, Informatica di base 3
Architettura di von Neumann
Memoria Periferiche
CPU centrale di I/O
dati
BUS indirizzi
controllo 4
A. Bernardo, Informatica di base
CPU = Central Processing Unit 4
Un computer reale
Memorie RAM
Memorie ROM HARD DISK Masterizzatore
BIOS
CPU BUS 5
A. Bernardo, Informatica di base
BIOS = Basic Input-Output System 5
CPU - architettura
Registri ALU
CLOCK Unità di
Controllo
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A. Bernardo, Informatica di base
ALU = Arithmetic Logic Unit
È l’unita designata all’elaborazione dei dati in un microprocessore. È formata da un insieme di
opportunamente collegate. Queste porte logiche nel loro complesso provvedono ad
porte logiche
eseguire tutte le operazioni aritmetiche e logiche gestite dal microprocessore. Le prime ALU
sottrazione e
erano in grado di eseguire nativamente solo le operazioni più semplici (addizione,
di bit ecc.) e le operazioni logiche booleane (AND, OR, XOR e NOT). Le operazioni più
shifting
complesse come le operazioni di moltiplicazioni o divisione venivano emulate utilizzato
ripetutamente somme o sottrazioni. Con l’evolvere dell’elettronica si è riuscito a integrare nelle
e moltiplicazione.
ALU anche le operazioni di divisione
L’Unità di Controllo legge dalla memoria le istruzioni, se occorre legge anche i dati per l’istruzione letta, esegue l’istruzione e memorizza il risultato se c’è, scrivendolo in memoria o in un registro della CPU.
I registri sono speciali locazioni di memoria interne alla CPU, molto veloci, a cui è possibile accedere molto più rapidamente che alla memoria: il valore complessivo di tutti i registri della CPU costituisce lo stato in cui essa si trova attualmente.
Componenti di un calcolatore
Nel documento vengono presentati, in modo più o meno dettagliato, i vari componenti di un calcolatore e il loro ruolo: viene presentata in maniera abbastanza completa la struttura della CPU, spiegandone il ruolo all’interno dell’architettura del PC; vengono introdotti velocemente i concetti di scheda madre e di microprocessori.
Viene poi dedicato ampio spazio alla spiegazione di come sono strutturate e funzionano le memorie ROM e RAM, la loro connessione con le altre componenti del computer e il loro utilizzo.
Viene poi introdotto il Bus di sistema e vengono analizzate le sue funzioni e le parti che lo compongono.
Infine vengono descritte le principali interfacce per computer e viene data una breve descrizione di cosa sia un Hard Disk e del suo funzionamento.
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