Architettura del computer

Architettura del computer

Introduzione

L'informatica è la scienza che si occupa del trattamento delle informazioni e della loro manipolazione. L'informazione è tutto ciò che ha un significato ed è di utilità pratica (ad esempio il nome di una persona, un'immagine, i numeri di telefono ecc.).

Lo sviluppo e la crescita delle informazioni da elaborare e gestire hanno portato alla necessità di avere macchine capaci di elaborare e gestire le informazioni e quindi i dati a loro connessi. Per fare fronte a questo problema sono allora nati i computer che sono delle macchine (formate da elementi elettrici, meccanici e ottici) capaci di elaborare in maniera automatica e veloce i dati, ed ottenere quindi le informazioni volute.

Per fare tutto ciò i computer (o elaboratore o sistema di elaborazione) non fanno altro che svolgere “operazioni elementari”, ovvero somme e sottrazioni. Bisogna ricordare sempre che i computer sono delle macchine “stupide”, ovvero non fanno nulla se nessuno gli dice quello che devono fare. Colui che gli dice cosa devono fare è il programmatore che attraverso delle istruzioni impartisce ordini alla macchina.

Riassumendo allora un computer è una macchina programmabile che:

• Risolve automaticamente problemi di vario tipo attraverso la manipolazione ed elaborazione di dati;
• Necessita di una serie di ordini dall'esterno per funzionare.

Le componenti principali (le risorse) di un sistema di elaborazione sono 2: Hardware e Software.

L'hardware è la componente fisica (l'architettura) del computer ed include quindi i componenti fisici del computer (scheda madre, lettore CD, scheda video, ecc) ed è quella che materialmente svolge l'elaborazione.

Il software è la componente “logica”, ovvero i programmi che fanno funzionare l'hardware (es. il sistema operativo, i programmi di videoscrittura, i videogiochi, ecc).

Modello di Von Neumann

L'hardware di un sistema di elaborazione può essere costruito in vari modi, ma rispetta sempre (anche adesso, anche se con varianti) il modello concettuale di Von Neumann (figura 1) che prende il nome dallo scienziato John Von Neumann che l'ha ideato.

Figura 1

Tale modello comprende:

• Le unità di input (Ingresso)
• L'unità centrale di elaborazione (CPU)
• La memoria centrale
• Le unità di output
• Le memorie ausiliarie (o di massa, classificate alle volte come dispositivi input/output)

Le unità di I/O (input/output) e le memorie ausiliarie vengono dette periferiche dato che fanno da tramite tra il computer e l'ambiente esterno. Questi dispositivi assieme alla memoria centrale sono collegati alla CPU (Il processore!) attraverso il BUS che è il mezzo che permette la comunicazione bidirezionale o unidirezionale dei dati.