Concetti Chiave
- Il computer è un sistema di elaborazione composto da un'unità centrale e un'unità di canale per input e output.
- Le memorie principali del sistema includono RAM, ROM e CACHE, ognuna con specifiche funzioni di lettura e scrittura.
- L'unità centrale comprende registri, CU (unità centrale di controllo), ALU (unità logica aritmetica) e un clock per sincronizzazione.
- Il ciclo di istruzione comprende tre fasi: prelievo, decodifica ed esecuzione, coordinate dalla CU.
- I bus di sistema, inclusi bus indirizzi, dati e controllo, gestiscono la comunicazione e sincronizzazione tra le componenti del computer.
Sistema di elaborazione
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)
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.
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
- 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 componenti principali di un sistema di elaborazione?
- Quali tipi di memoria sono presenti in un computer e quali sono le loro funzioni?
- Come è strutturata l'unità centrale di un computer?
- Qual è la funzione del bus di sistema in un computer?
Un sistema di elaborazione è composto principalmente dall'unità centrale e dall'unità di canale. L'unità centrale include la memoria centrale e la CPU, mentre l'unità di canale gestisce la comunicazione con l'esterno attraverso dispositivi di input e output.
I tre tipi di memoria in un computer sono RAM, ROM e CACHE. La RAM è una memoria veloce di lettura e scrittura, la ROM è di sola lettura e contiene istruzioni per l'avvio del computer, e la CACHE è utilizzata per velocizzare l'accesso ai dati.
L'unità centrale è composta da registri, CU (central unit), ALU (arithmetic logic unit) e CLOCK. I registri memorizzano dati temporanei, la CU coordina le attività del sistema, l'ALU esegue operazioni logiche e aritmetiche, e il CLOCK sincronizza i circuiti.
Il bus di sistema è composto da bus indirizzi, bus dati e bus controllo. Il bus indirizzi trasporta gli indirizzi di memoria, il bus dati trasporta i dati, e il bus controllo gestisce la sincronizzazione delle operazioni tra le diverse parti del sistema.
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