Esame Elementi di informatica

Introduzione alle istruzioni informatiche

Una istruzione in informatica si intende come il comando impartito ad un esecutore in un sistema informatico utilizzando un linguaggio ad esso comprensibile. Il processore opera le sue elaborazioni in termini di lettura/scrittura sui dispositivi hardware come la memoria, i registri e altri dispositivi ausiliari di elaborazione, come le unità di calcolo in virgola mobile.

Esecuzione di un'istruzione

Ogni operazione che compie una modifica, come ad esempio l'assegnazione o la lettura del valore di una variabile o la sua modifica, è un'istruzione. Consiste nell’inoltro da parte della CU (Unità di Controllo) di una sequenza di abilitazioni dei dispositivi il cui effetto corrisponde all'operazione richiesta. Le prime CU erano realizzate con circuiti a logica cablata, oggi invece utilizziamo la logica microprogrammata.

Differenze tra tipi di software

• Sistema operativo
• Middleware

Modello di Von Neumann

Introduzione di sistemi dedicati, detti canali, il cui compito è scaricare la CPU della gestione di attività specifiche. Nel modello di Von Neumann non era possibile sovrapporre i tempi delle operazioni di input con quelli dell’output. I canali lavorano in autonomia, anche contemporaneamente alla CPU, rendendo possibile una prima forma di parallelismo. Essi generano un segnale detto interruzioni per richiedere attenzione alla CPU.

Interrupt Service Routine e Cache

La cache è una memoria molto veloce posta tra memoria centrale e CPU, fungendo da buffer per il prelievo di informazioni dalla memoria centrale ai registri interni della CPU per ridurre i tempi di trasferimento.

Gerarchia di memoria

La CPU è un automa che interpreta un prefissato linguaggio, detto macchina, composto da un insieme di istruzioni (repertorio). Tutte le istruzioni di un programma devono essere allocate nei registri di memoria:

• Memorie a voce: un solo registro di memoria per ogni istruzione o dato.
• Memorie a byte: istruzioni o dati possono occupare più registri di memoria.

Può essere statica o dinamica:

• Statica: prima dell’esecuzione di un programma.
• Dinamica: durante l’esecuzione di un programma.

Il riferimento ad una istruzione o ad un dato avviene specificando l’indirizzo di memoria occupato. Distinguiamo inoltre:

• Puntatore a dato: indirizzo del registro di memoria in cui è collocato un dato.
• Puntatore a istruzione: indirizzo del registro di memoria in cui è collocata un'istruzione.

Quindi l’istruzione in linguaggio macchina è concettualmente una quadrupla.