Laboratorio di informatica - Architettura del calcolatore

Hanno la funzione di memorizzare all’interno della PCU dati e istruzioni necessari

all’esecuzione. Si distinguono in: registri generali e registri speciali.

• Clock

La CPU è sincronizzata da un orologio interno che procede a velocità costante (clock). I

clock definiscono gli istanti possibili per la progressione dei singoli passi eseguiti dal

processore.

• Organizzazione della memoria principale

Organizzata come un insieme di registri di uguale dimensione, ognuno dei quali è

identificato con un numero progressivo, detto indirizzo, che rappresenta la posizione di quel

registro rispetto al primo. Il modulo di memoria principale è connesso al resto del sistema

tramite il BUS. Sono presenti tre gruppi di linee: linee indirizzi, linee dati, linee Read/Write.

• Operazioni sulla memoria principale

Scrittura di un valore in un registro, lettura del valore di un registro. In ogni operazione

specificare: su quale registro compiere l’operazione→indirizzo; che tipo di operazione si

realizza→Read/ White; in caso di scrittura, quale sia il valore da memorizzare.

• Memorie RAM

Memorie RAM (random access memory) hanno la caratteristica di mantenere il loro

contenuto finché è presente l’alimentazione.

• RAM dinamica o DRAM

Alta densità di integrazione, economica, lenta, bassa potenza alimentazione; Dynamic: è

necessario rigenerare i contenuti periodicamente.

• RAM statica o SRAM

Bassa densità di integrazione, costosa, veloce, alta potenza alimentazione; Static: il

contenuto viene mantenuto finché è presente l’alimentazione.

• Memorie ROM

I contenuti sono inseriti una volta per sempre all’atto della loro costruzione e non possono

più essere modificati o cancellati.

• La memoria cache

Il sistema di memoria è composto da moduli di memoria con caratteristiche diverse e

organizzati a livelli. Tra CPU e memoria principale viene posto un modulo di memoria

intermedio ad accesso veloce, ma di capienza limitata. I dati memorizzati sono distribuiti sui

vari moduli e possono essere trasferiti tra moduli adiacenti.

• Caratteristiche della cache

Il tempo di propagazione del segnale è minore; una memoria grande ha bisogno di indirizzi

grandi; il miglioramento delle prestazioni dovuto alla memoria cache si basa sul principio di

località del riferimento.

• Il BUS

Forma un canale di comunicazione tra le varie unità del calcolatore. È possibile un solo

colloquio alla volta tra due unità: un master, che ha la capacità di controllare il bus ed inizia

la comunicazione, ed uno slave, che viene attivato dal master. Il bus è formato da linee su

cui viaggiano i segnali: linee dati, linee indirizzi, linee controllo.

• Trasferimento CPU-memoria

Qualunque sia il trasferimento da realizzare, la CPU (master) deve precisare l’indirizzo del

dato da trasferire. In queste operazioni, la memoria è comunque uno slave e subisce

l’iniziativa della CPU, ricevendo da questa l’indirizzo del dato da trasferire e l’informazione

sull’operazione da realizzare.

• Le memorie di massa

Sono le unità che permettono la memorizzazione non volatile di grosse moli di dati. Rispetto

alla memoria principale: ha una capacità maggiore, una minore velocità di accesso. La

tecnologia utilizzata per la registrazione è solitamente di tipo magnetico e ottico. Il supporto

è tipicamente un disco (magnetico o ottico) ma può anche essere un nastro o una memoria

FLASH.

• I nastri

Sono memorie di tipo magnetico arrotolati su supporti circolari; diviso in piste orizzontali,

parallele tra di loro e i dati vengono registrati in maniera sequenziale. Il principale

parametro che li caratterizza è la densità misurata in bit per pollice che permette di valutare

la capacità.

• I dischi

Sono le unità di memoria di massa più utilizzati. Due tipi di dischi magnetici: dischi fissi

(hard disk); dischi di tipo ottico: CD ROM, DVD; nuove frontiere: blu-Ray, HD DVD,

HVD.

• Hard disk

L’unità è costituita da diversi dischi. Entrambe le superfici di ogni disco sono rivestite di

materiale magnetico sul quale vengono memorizzate le informazioni. Le operazioni di

lettura e scrittura sono realizzate da testine, posto su bracci e movimentate da un attuatore.

• Floppy disk

È un supporto di memorizzazione che contiene un disco sottile e flessibile su cui vengono

memorizzati magneticamente i dati. I floppy disk sono letti e scritti da un floppy disk drive.

• CD-ROM

Pro: ampia capacità, semplice produzione industriale, removibile, robusto. Contro: costoso

per piccole quantità di dati, lento, read only.

• CD-R

Supporti che possono essere scritti una sola volta in maniera permanente ed essere letti

molte volte.

• CD-RW