Concetti Chiave
- La CPU (Central Process Unit) esegue istruzioni dei programmi, coordina le unità di elaborazione e svolge calcoli aritmetici e logici.
- L'Unità di Controllo (CU) legge istruzioni dalla memoria principale, coordina periferiche e sincronizza con il clock.
- L'Unità Aritmetico-Logica (ALU) esegue calcoli su numeri binari interi, mentre la FPU gestisce i numeri in virgola mobile.
- I registri della CPU memorizzano dati e indirizzi per accelerare l'esecuzione dei programmi, con vari tipi per diverse funzioni.
- Il clock interno sincronizza i circuiti digitali, determinando la velocità operativa del processore, misurata in cicli di clock.
CPU
CPU (Central Process Unit)= unità di elaborazione centrale del calcolatore.
- Esegue le istruzioni dei programmi caricati in memoria.
- Coordina tutte le unita di elaborazione del calcolatore.
- Esegue calcoli aritmetici e logici.
La CPU è formata da:
- Unita di controllo (CU = Control Unit) legge le istruzioni dalla memoria principale e i dati necessari, esegue le istruzioni e memorizza il risultato. Ogni componente del calcolatore esegue le istruzioni richieste dalla CU, che coordina le istruzioni delle periferiche I/O, la memoria e la ALU, sincroni ai segnali emessi dal clock.
- Unita Aritmetico-Logica (ALU = Arithmetic-Logic Unit), esegue calcoli aritmetici e logici su numeri binati di tipo intero, diversamente dalla FPU che opera su numeri in virgola mobile.
- Registri: memoria ad accesso rapido interni alla CPU, in essi sono contenute informazioni riguardo i programmi in esecuzione.
• registri di dati: memorizzano tipi di dato intero.
• registri di indirizzo: contengono indirizzi di memoria.
• registri generici: contengono dati e indirizzi.
• registri floating-point: contengono tipi di dato in virgola mobile.
• registri costanti: contengono dati di sola lettura.
• registri speciali:
-- PC (Program Counter): contiene l’indirizzo della prossima istruzione da eseguire.
-- IR (Instruction Register): contiene l’istruzione che e eseguita.
-- SP (Stack Pointer): contiene l’indirizzo che punta alla testa dello stack frame.
-- MAR (Memory Address Register): contiene indirizzo di memoria RAM che si vuole leggere o scrivere.
-- MDR (Memory Data Register): contiene il valore da scrivere o letto all’indirizzo in MAR.
- Clock: orologio interno al sistema, sincronizza le azioni dei circuiti digitali emettendo un segnale di sincronizzazione ad intervalli regolari. Lo stato dello CPU cambia ad ogni clock, il clock determina la velocità operativa del processore, per aumentare la velocità si può agire sul clock (overclocking), ma i limiti di tempo sono imposti dal tempo impiegato dal circuito più lento per completare il calcolo. La velocità si misura in cicli di clock.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo principale della CPU in un calcolatore?
- Quali sono le componenti principali della CPU e le loro funzioni?
- Come influisce il clock sulla velocità operativa della CPU?
La CPU esegue le istruzioni dei programmi caricati in memoria, coordina tutte le unità di elaborazione del calcolatore e svolge calcoli aritmetici e logici.
La CPU è composta dall'Unità di Controllo (CU), che legge ed esegue le istruzioni, dall'Unità Aritmetico-Logica (ALU), che esegue calcoli aritmetici e logici, e dai registri, che memorizzano informazioni per velocizzare l'esecuzione dei programmi.
Il clock sincronizza le azioni dei circuiti digitali e determina la velocità operativa del processore. La velocità si misura in cicli di clock e può essere aumentata tramite overclocking, sebbene limitata dal circuito più lento.
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