Appunti Fondamenti di informatica

BUS Il bus permette lo scambio di dati e informazioni tra le varie componenti funzionali del calcolatore(memoria principale, CPU e interfacce). Il bus comunica sempre due unità funzionali alla volta (una trasmette e l’altra riceve) e ci sono tre tipi di bus: 1. Bus dati: circolano solo dati e la direzione è CPU⮀ MEMORIA CPU⮀ INTERFACCIA(mai collegamento tra memorie ed interfacce) il collegamento può essere: -tra la memoria centrale ed il registro dati (MDR) della CPU -tra periferiche e CPU (o memoria centrale) 2. Bus indirizzi: trasporta l’indirizzo alla cella di memoria, quindi indica la direzione dei dati sul bus dati CPU → RAM 3. Bus comandi: è usato per controllare l’uso e l’accesso al bus dati ed al bus indirizzi CPU → tutti gli altri componenti Caratteristiche: - La semplicità poiché vi un’ unica linea di connessione - L’estendibilità: si possono aggiungere facilmente nuovi dispositivi - La standardizzabilità: ci sono delle regole per far comunicare dispositivi diversi - La lentezza, la capacità limitata e il sovraccarico della CPU. LA CPU La CPU è realizzata sottoforma di microprocessore, questa fa da coordinatore tra tutte le altre componenti che sono meri esecutori. Funzioni principali della CPU: 1. Esecuzione dei programmi: interpreta e svolge le istruzioni del software. 2. Calcoli logico-matematici: esegue operazioni aritmetiche (somme, moltiplicazioni) e logiche (AND, OR, NOT...). 3. Controllo: dirige il funzionamento degli altri componenti (RAM, dischi, periferiche). 4. Gestione del flusso dati: comunica con la memoria e i dispositivi attraverso i bus. COMPONENTI INTERNE Componen te Funzione principale ALU (Unità AritmeticoLogica) Esegue operazioni matematiche e logiche CU (Unità di Controllo) Coordina l’esecuzione delle istruzioni e comanda gli altri componenti Registri Piccole memorie interne molto veloci che conservano temporaneamente dati e istruzioni, ci sono tanti registri quante sono le celle di memoria Cache Memoria velocissima integrata nella CPU, usata per conservare dati usati di frequente Ciclo di esecuzione (ciclo macchina): La CPU lavora seguendo un ciclo continuo, il ciclo rappresenta il tempo impiegato ad eseguire un’operazione, e per fare un’operazione deve eseguire 3 sottoperazioni: 1. Fetch (prelievo): prende l’istruzione dalla memoria. 2. Decode (decodifica): interpreta cosa deve fare. 3. Execute (esecuzione): esegue l’operazione richiesta. Questo ciclo si ripete milioni o miliardi di volte al secondo! Poiché quando deve eseguire un’operazione cambia l’istruzione ma i passaggi rimangono sempre gli stessi. Core (nucleo) Un core è un processore indipendente all'interno della CPU. Più core ci sono, più operazioni possono essere eseguite in parallelo(processore all’interni del processore) � Esempio:  Una CPU single-core può fare una cosa alla volta.  Una CPU quad-core può eseguire fino a 4 attività contemporaneamente (in modo indipendente