Architettura del computer

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 (intput/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.

E' da notare che la caratteristica principale del modello di Von Newman è la presenza di un solo

processore (l'unità che esegue le operazioni di elaborazione), come accennato è si la più diffusa ma

non è più l''unica, infatti adesso sono presenti più processori e ciò è dovuto a vari fattori quali la

necessità di elaborare una maggior quantità di dati velocemente, la necessità di eseguire più

programmi contemporaneamente, usare più periferiche contemporaneamente, ecc.

L'unità Centrale

Detta anche CPU (Unit Processing Unit) è il dispositivo hardware che esegue le operazioni logiche,

aritmetiche e di trasferimento dei dati. La CPU può essere divisa nelle seguenti parti:

ALU (Aritmetic Logic Unit)o Unità Aritmetico Logica:

– Svolge le operazioni elementari di tipo aritmetico e logico;

CU (Controll Unit) o Unità di controllo:

– Controlla le attività svolte all'interno del processore;

E' presente inoltre un piccola memoria ovvero i registri che hanno ognuno diversa funzione e

contengono i dati e le istruzioni che devono essere eseguite dalla ALU. I registri sono nella CPU

perchè hanno la funzione di velocizzare lo svolgimento delle operazioni.

Memoria centrale

E' un dispositivo in grado di immagazzinare temporaneamente dati espressi in forma binaria

(sequenza di 0 e 1).

Può essere immaginata come delle piccole celle destinate a contenere bit:

figura 2

Per rappresentare un simbolo (parole o numeri, ecc) sono necessari più bit raggruppati in

configurazioni multiple dette parole (word) , la lunghezza di una parola può varia a seconda del

computer da 8 bit (1 byte) e procedendo per multipli fino a 64 bit.

Per misurare la capacità della memoria si una in byte con i suoi multipli:

chilobyte (kbyte) =2^10 byte

– megabyte (Mbyte)=1024^2 byte

– gigabyte (Gbyte)=1024^3 byte

–

All'interno della memoria ogni locazione (gruppo di bit) è raggiungibile trameni un indirizzo

univoco, e quindi è possibile individuare ed accedere alle locazioni di memoria per un tempo

predeterminato e invariabile che non dipende dalla posizione occupata.

Tale tipo di memoria è detta ad accesso diretto o RAM (Random Access Memory) essa ha funzione

di immagazzinare i dati durante l'elaborazione ed è una memoria volatile, cioè che funzione solo se

alimentata da corrente elettrica, diversamente tutti i dati memorizzati vengono persi.

Questo è il motivo per cui la memoria centrale si diversifica dalle memorie di massa che invece

conservano i dati anche se non alimentati (parliamo di hard disk, CD, ecc).

Sulla RAM si possono effettuare 2 tipi di operazioni:

scrittura, i dati della CPU vengono scritti sulla memoria;

– lettura, i dati precedentemente scritti vengono letti e arrivano alla CPU

–

Accanto alla RAM nella memoria centrale troviamo la ROM (Read Only Memory), è una parte di

memoria che non può essere modificata (si dice di sola lettura), esse contiene istruzioni

fondamentali per il funzionamento del computer (senza essa non si potrebbe accendere) ed è

programmata dal produttore che la costruisce.

Memorie di massa (o ausiliarie)

Servono per la conservazione delle informazioni nel tempo e sono capaci di contenere grandi

quantità di dati.

Tali memorie non partecipano al processo di elaborazione come la RAM ma ricevono dalla CPU

informazioni che devono registrare e permetto alla CPU di leggere informazioni in esse contenute.

I dispositivi capaci di svolgere queste funzioni si dividono in due gruppi:

memorie ad accesso sequenziale

– memorie ad accesso diretto

–

Le memorie ad accesso sequenziale permettono di reperire i dati solo seguendo l'ordine in cui sono

stati memorizzati, e quindi per reperirli ci vuole un tempo che dipende dalla loro posizione, nelle

memorie ad accesso diretto invece un dato può essere trovato indipendentemente dalla sua

posizione fisica e quindi il tempo per reperirlo non dipende dalla sua posizione, per cui in generale è

più breve rispetto alle altre.

Sono memorie di massa:

gli Hard-disk

i CD-ROM (hanno sostituito i floppy-disk), i DVD (più capienti de CD), le pen drive.

Dispositivi di INPUT

Sono quei dispositivi che permetto l'inserimento dei dati dall'estero al computer. Esse permettono a

noi utenti di inserire informazioni al fine di essere elaborate poi dalla macchina e sono:

1. La tastiera: permette all'utente di inserire caratteri (numeri e lettere) ad esempio per scrivere

documenti;

2. Il mouse: permette all'utente di muoversi con facilità all'interno della schermata grafica per

selezionare ed aprire programmi, scorrere pagine, ecc.

3. Lo scanner: permette di portare in formato digitale documenti,immagini, ecc per poi essere

usate dall'elaboratore

Sono anche dispositivi di input le penne ottiche, i microfoni.

Dispositivi di OUTPUT

Sono dispositivi che permetto l'invio verso l'esterno dei risultati delle elaborazioni, fanno quindi

l'opposto dei dispositivi di INPUT e sono :

1. Il monitor, permette di vedere a video ciò che il computer contiene , ovviamente in una

forma comprensibile all'utente. Esso permette perciò di vedere i caratteri battuti dalla

tastiera, le foto, i video, ecc

2. La stampante: permette di portare fuori il risultato di un elaborazione scrivendolo su carta,

è usata quindi per stampare

documenti, foto, disegni,

ecc

3. Le casse: permettono di ascoltare suoni provenienti dal computer, quindi musica, voci

registrate ed indiretta (video chiamate).

Quando detto va comunque rapportato al fatto che la tecnologia ha modificato e continuerà a farlo i

vari dispositivi visti, ma la base è comunque sempre la stessa.

Va fatta però una precisazione in particolare sui dispositivi di I/O, infatti l'avanzamento della

tecnologia e le richieste del mercato han fatto si che ad esempio cuffie e microfono siano assieme

nello stesso dispositivo, stampante e scanner siano nello stesso dispositivo (stampanti multi

funzioni), e soprattutto la comparsa degli smartphone, tablet, ecc ha fatto si che lo schermo permetta

oltre che di vedere anche di inserire dati toccandolo, per cui per tali dispositivi non vale la

classificazioni dato ma vengono classificati come dispositivi di INPUT ed OUTPUT

contemporaneamente.