Lezione 2. Lezione 2
|
|
- Cinzia Alberti
- 7 anni fa
- Visualizzazioni
Transcript
1 Lezione 2 Sommario Struttura base dell hardware di un processore (ALU, memoria, I/O). Organizzazione Von Neumann vs Harvard. Organizzazione della ALU. Bus dati, istruzioni, indirizzi. Metodi di controllo. Sistemi di memoria (registri, RAM, ). Periferiche di I/O. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 Lezione 2 Materiale di riferimento. D. A. Patterson, J. L. Hennessy, Computer Organization and Design, Morgan Kaufmann, cap. 5 pagg A. Clements, "The principles of computer hardware", Oxford, 2, cap. 5, pagg Berkeley Design Technology, Inc.(BDTi), The evolution of DSP processors, reperibile sul sito del corso in formato pdf. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 2
2 Organizzazione Tutti i microprocessori hanno in comune alcuni elementi di organizzazione di base: ALU (unità aritmetico-logica + controllo) Memoria Dispositivi di I/O I mc e i DSP spesso presentano speciali caratteristiche rispetto ai processori general purpose (GPP) in ciascuno di questi elementi, per ragioni di costo e di prestazioni richieste (potenza di calcolo, consumo ). Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 3 Organizzazione Esistono due diverse filosofie organizzative:. Von Neumann Organizzazione semplice (e quindi economica) usata in processori general purpose e in mc di basso costo. I dati e le istruzioni condividono la memoria. C è un solo sistema di bus (dati + indirizzi). 2. Harvard Organizzazione per processori ad alte prestazioni, molto comune nei DSP. I dati e le istruzioni risiedono in memorie separate. Sono presenti 2 (o più) sistemi di bus. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 4
3 Organizzazione CPU Bus dati N linee (bit) Bus indirizzi M linee (bit) Memoria Dati Istruzioni Organizzazione di tipo Von Neumann: una sola memoria per dati e istruzioni, un bus per il trasferimento degli operandi e delle istruzioni alla CPU, un bus per inviare alla memoria gli indirizzi di lettura/scrittura. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 5 Organizzazione CPU Bus dati N linee (bit) Bus indirizzi P linee (bit) Bus istruzioni M linee (bit) Bus indirizzi Q linee (bit) Memoria Dati Memoria Programmi Organizzazione di tipo Harvard. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 6
4 Organizzazione L organizzazione di tipo Harvard presenta caratteristiche adatte ai processori ad alte prestazioni. Permette più accessi simultanei alla memoria in un ciclo di clock, riducendo i tempi di esecuzione di un programma. Esempio: esecuzione del calcolo y = c x Il numero di accessi alla memoria richiesti in una organizzazione di tipo Von Neumann può arrivare a 4. In una architettura di tipo Harvard gli accessi richiesti possono invece essere solo 2. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 7 Organizzazione Il crescente sviluppo dei DSP ha portato alla realizzazione di processori con organizzazioni più complesse, che vengono spesso indicate come Harvard modificate. Presentano generalmente caratteristiche di parallelismo: alcune unità funzionali della CPU (ad esempio l ALU) sono presenti in più copie, in modo da permettere l esecuzione di più istruzioni/azioni simultaneamente. A ciò si accompagna solitamente una struttura apposita del sistema di bus. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 8
5 Bus All interno di un processore, i bus svolgono funzioni di collegamento (trasferimento dati) tra le diverse unità funzionali. Sono costituiti da un certo numero di linee (denominate per estensione bit ) che, se opportunamente pilotate, possono assumere uno dei due livelli logici. Il pilotaggio del bus è affidato ad opportune porte logiche, caratterizzate da un uscita di tipo tri-state (o three-state). Ciò permette di disconnettere le unità dal bus, una volta conclusa la trasmissione\ricezione del dato. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 9 Bus In un mc e/o DSP sono normalmente presenti diversi tipi di bus. Come nelle CPU per uso generico, dati e istruzioni vengono trasferiti attraverso un bus separato rispetto a quello degli indirizzi. In più, talora sono presenti bus dedicati alla gestione delle interruzioni o bus interni a specifiche unità funzionali. Il numero di linee (bit) di ciascuno di questi bus può in generale essere diverso. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2
6 Bus Bus a m bit E Ao Ao A Ai. E Ai E Bo B Bo Bi E Bi Unità funzionali della CPU Porte tri-state d d d 2 d m- Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 Bus In A E A Out Out = Enable In Out X X Floating Floating Porta tri-state a livello logico basso Out = In Out = In Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 2
7 Bus In A E A Out Out = Enable In Out X X Floating Floating Porta tri-state a livello logico alto Out = In Out = In Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 3 Bus In A E A Out Out = floating Enable In Out X X Floating Floating Porta tri-state con uscita flottante Out = In Out = In Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 4
8 Enable Porta tri-state CMOS Vcc PMOS Out In NMOS Gnd Il segnale di Enable (attivo basso), abilita il buffer CMOS. Se non abilitata, l uscita si presenta in uno stato ad alta impedenza. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 5 Esempi di organizzazione L organizzazione di tipo Von Neumann è spesso utilizzata nei mc. Il mc XC67 di Infineon presenta una organizzazione Von Neumann. Anche se logicamente separati, dati e istruzioni risiedono nella stessa memoria. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 6
9 Esempi di organizzazione D altra parte, alcuni mc sono organizzati secondo la filosofia Harvard. I mc della famiglia PIC presentano una separazione fisica delle memorie dati e programmi. Sono quindi caratterizzati da un sistema di bus doppio. Nell esempio accanto, (7C7xx) il bus dati ha 8 bit, il bus istruzioni 6 (ma non tutte le unità funzionali li usano). Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 7 Esempi di organizzazione L organizzazione Harvard è invece spesso usata nei DSP. Ad esempio nel DSP 56F8XX Motorola Le memorie dati e istruzioni sono fisicamente separate. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 8
10 Esempi di organizzazione ovvero nei DSP della serie 2xx di Analog Devices. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 9 Struttura di base di una CPU Gli elementi fondamentali che caratterizzano la CPU di un mc o DSP sono: architettura (set di istruzioni disponibili); frequenza di clock (velocità); organizzazione hardware (numero di bit, risorse disponibili). Tutti i datasheet di mc o DSP pongono questi elementi in grande evidenza, talvolta in modo non propriamente obbiettivo. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 2
11 Struttura di base di una CPU Esistono diversi tipi di architetture, ma i più diffusi sono: architettura RISC (Reduced Instruction Set Computer); architettura CISC (Complex Instruction Set Computer) Il tipo di architettura ha effetto sulle scelte relative all organizzazione del processore e anche sulla sua programmabilità. Ci sono architetture più orientate alla programmazione ad alto livello (linguaggio C e derivati), altre meno. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 2 Struttura di base di una CPU Per esigenze di costo e di consumo, nel settore dei mc e DSP le realizzazioni di CPU con frequenze di clock molto elevate sono estremamente rare, riservate ai prodotti di altissima gamma (DSP di ultima generazione, per esempio per il mercato telecom ). La gran parte dei mc e DSP lavorano a frequenze di clock piuttosto basse (tipicamente poche decine di MHz). La differenza dai processori per PC è quindi notevole! Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 22
12 Struttura di base di una CPU Nelle CPU dei mc e dei DSP si ritrovano gli stessi componenti fondamentali propri dei microprocessori per uso generico, ovvero: una (o più) ALU (unità aritmetico-logica); vari registri (PC, IR, MBR, etc.); circuiti e sistemi di controllo. Tuttavia, nei prodotti per uso industriale, le soluzioni adottate nel progetto della CPU sono sempre frutto di compromessi tra esigenze concorrenti, tra le quali: velocità, consumo di potenza, costo. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 23 Struttura di base di una CPU Ne consegue che i mc e i DSP offrono, per ragioni differenti, prestazioni molto superiori a quelle ottenibili con i migliori processori general purpose (per PC). Ad esempio, interfacciare un processore generico con un qualunque processo industriale è solitamente molto costoso. Con un mc è invece quasi immediato. Oppure, far svolgere ad un processore generico operazioni di signal processing è molto penalizzante sotto il profilo delle prestazioni. Un DSP è, di norma, lo strumento più adatto. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 24
13 Unità aritmetico logica (ALU) L unità aritmetico logica è responsabile dell esecuzione delle istruzioni che comportano operazioni aritmetiche (addizione, sottrazione, moltiplicazione) o logiche (AND, OR, ) sui dati. Nei mc si trovano ALU capaci di operare su dati a 4, 8, 6, 32 bit. Nei DSP si trovano invece solo ALU a 6, 32 o più bit (anche 28 per applicazioni particolari, e.g. videogames). La presenza di una o più unità di moltiplicatore hardware è ormai piuttosto comune anche nei mc. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 25 Unità aritmetico logica (ALU) I dati che vengono elaborati dalla ALU vengono ospitati in opportuni registri. Esistono diverse filosofie organizzative per le ALU, che usano un diverso numero di registri. Nei casi più semplici l ALU è dotata di un solo registro detto accumulatore. Le istruzioni agiscono quindi sempre su questo registro, ad esempio: ADD X Questa istruzione aggiunge all accumulatore il contenuto della locazione di memoria X. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 26
14 Unità aritmetico logica (ALU) Altre organizzazioni mettono più registri a disposizione dell ALU permettendo la realizzazione di istruzioni con più operandi, ad esempio: ADD X, Y, Z L istruzione somma i contenuti delle locazioni di memoria X e Y e deposita il risultato nella locazione Z. Questa organizzazione consente maggiori velocità di esecuzione. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 27 Unità aritmetico logica (ALU) Struttura di una tipica ALU con accumulatore. Simili organizzazioni si trovano in mc di basso costo (ST6, PIC) MBR Accumulatore ALU Gli operandi provengono dal memory buffer register (MBR) e dall accumulatore. Uno dei due viene sovrascritto dal risultato. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 28
15 Unità aritmetico logica (ALU) Struttura di una tipica ALU con molti registri. Simili organizzazioni si trovano in mc ad alte prestazioni e nei DSP. Registro # Registro # Registro #N ALU Gli operandi provengono dal memory buffer register (MBR) o da uno dei molti registri. Il risultato può essere posto in memoria o in un ulteriore registro. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 29 Registri. d d d 2 d m- D Q C D Q C. D Q C Q Q Q m- Un registro a m bit si ottiene dalla connessione di m FLIP-FLOP di tipo D. Spesso le uscite sono bufferizzate per permettere la connessione ad un bus. Bus Clock Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 3
16 Registri Oltre ad ospitare i dati che l ALU elabora, i registri della CPU svolgono altre importanti funzioni: program counter (PC); memory address register (MAR); memory buffer register (MBR) instruction register (IR); condition code register (registro di stato); gestione interruzioni; gestione/configurazione periferiche. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 3 Metodi di controllo Il controllo di una CPU può essere realizzato tramite due metodi fondamentali:.controllo a logica cablata; 2.controllo microprogrammato. Il controllo a logica cablata usa opportuni circuiti per generare le sequenze di segnali necessarie a consentire l esecuzione di un programma. Il controllo microprogrammato scompone le istruzioni in sequenze di microistruzioni, ciascuna delle quali viene poi eseguita da un opportuno processore (interpretazione). Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 32
17 Metodi di controllo Il controllo a logica cablata traduce ogni istruzione (ovvero il suo OPCODE) direttamente nella sequenza di segnali di controllo necessari ad eseguirla. Questo richiede un numero consistente di circuiti logici combinatori e sequenziali. Tipici elementi di questi circuiti sono:.decoder (e.g. per riconoscere un OPCODE); 2.generatori di sequenze di impulsi (sequencer); 3.gate arrays (esecuzione delle istruzioni). Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 33 Metodi di controllo Il controllo microprogrammato viene realizzato attraverso unità di controllo la cui struttura riproduce quella di una ulteriore CPU. Ogni istruzione del processore principale (macroistruzione) corrisponde ad un microprogramma. L esecuzione del microprogramma produce la generazione della sequenza di segnali di controllo che determinano l esecuzione della macroistruzione. I microprogrammi sono contenuti in una apposita memoria (di tipo ROM) contenuta nella CPU. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 34
18 Metodi di controllo Caratteristiche del controllo cablato: + Velocità + Ottimizzazione -Scarsa flessibilità - Correzione di eventuali errori molto costosa. Attualmente, il controllo cablato viene normalmente impiegato nei processori di tipo RISC. Tecniche CAD molto sofisticate riducono il rischio di errori nella realizzazione dei circuiti logici di controllori anche molto complessi. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 35 Metodi di controllo Caratteristiche del controllo microprogrammato: + Flessibilità + Facilità nella correzione di errori o modifica - Occupazione considerevole di area (costo) - Velocità limitata. Attualmente, il controllo microprogrammato viene usato solo per i processori di tipo CISC, i cui progetti iniziali risalgano agli anni 7. Esistono diverse famiglie di mc con architettura CISC (Renesas H8S, Intel 8XC96, etc.) Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 36
19 Memoria Tutti i processori (inclusi mc e DSP) fanno uso di celle di memoria per immagazzinare dati e istruzioni. La memoria è sempre organizzata in modo gerarchico. La memoria più veloce è realizzata nel processore stesso sotto forma di registri, banchi di registri e memorie cache. Immediatamente prossima a questa è la memoria RAM interna al chip. Infine è spesso possibile la gestione di memorie esterne al chip. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 37 Memoria L uso di memorie cache è tipico dei DSP ad alte prestazioni di ultima generazione. Si tratta di dispositivi costosi, ancora relativamente poco usati. La maggior parte dei mc e dei DSP a basso costo utilizza diversi tipi di memorie realizzate on chip, tra i quali:. RAM di tipo statico; 2. RAM di tipo dinamico (piuttosto rare); 3. FLASH EPROM/EEPROM. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 38
20 Memoria I costruttori di mc realizzano chip, destinati a produzioni di largo volume, in cui la memoria interna (registri esclusi) è di tipo ROM. Si può trattare di soluzioni EPROM o OTP (one time programmable) adatte a piccole serie (prototipizzazioni) oppure di vere e proprie memorie a sola lettura (ROM), dove il programma da eseguire viene memorizzato in fase di produzione del chip. Queste soluzioni permettono di abbattere fortemente i costi. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 39 Dispositivi di I/O La principale area di impiego dei mc, specialmente se di basso costo, è la gestione di interfacce uomo/macchina. I mc sono inoltre utilizzati nella gestione di sensori e trasduttori, per tutte le funzioni del tipo noto come embedded (real time) control. Per questi processori, la disponibilità di funzioni di interfacciamento e comunicazione con l ambiente esterno è quindi fondamentale. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 4
21 Dispositivi di I/O Anche per i DSP, la cui funzione primaria è l elaborazione numerica di segnali, sono comunque indispensabili funzioni di comunicazione efficienti (acquisizione dati). Specialmente per i dispositivi impiegati nel controllo real-time di processi, è molto importante la possibilità di operare conversioni A/D dei segnali prodotti da eventuali trasduttori. Tra le funzioni di I/O più comuni è quindi spesso presente un convertitore A/D. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 4 Dispositivi di I/O I principali dispositivi di I/O resi disponibili nei mc e nei DSP sono: pin di I/O (configurabili); porte seriali (sincrone e asincrone); convertitori A/D e D/A. Alcuni mc incorporano unità periferiche per il pilotaggio di dispositivi di I/O standard (e.g. display a 7 segmenti, tastierini). Recentemente sono stati introdotti nuovi protocolli di comunicazione (e.g. CAN bus). Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 2 42
Lezione 2. Lezione 2 CPU CPU. Organizzazione. Organizzazione. Organizzazione. Organizzazione. Memoria. Memoria Dati. Dati Istruzioni.
Sommario Lezione 2 Struttura base dell hardware di un processore (LU, memoria, I/O). Von Neumann vs Harvard. della LU. dati, istruzioni, indirizzi.. Sistemi di memoria (registri, RM, ). Periferiche di
DettagliIl calcolatore. È un sistema complesso costituito da un numero elevato di componenti. è strutturato in forma gerarchica
Il calcolatore È un sistema complesso costituito da un numero elevato di componenti. è strutturato in forma gerarchica ogni livello di descrizione è caratterizzato da una struttura rappresentante l organizzazione
DettagliArchitettura hardware
Architettura hardware la parte che si può prendere a calci Architettura dell elaboratore Sistema composto da un numero elevato di componenti, in cui ogni componente svolge una sua funzione elaborazione
DettagliLezione 1. Sommario. Simone Buso - Microcontrollori e DSP - Lezione 1 1
Lezione 1 Sommario Definizione di microcontrollore (mc) Definizione di Digital Signal Processor (DSP) Criteri per il confronto delle prestazioni di mc e DSP Misura delle prestazioni Valutazione critica
DettagliLezione 1. Lezione 1. Microcontrollori (mc) Microcontrollori (mc) Microcontrollori (mc) Microcontrollori (mc) Materiale di riferimento.
Sommario Lezione Lezione Materiale di riferimento Definizione di microcontrollore (mc) Definizione di Digital Signal Processor (DSP) Criteri per il confronto delle prestazioni di mc e DSP Misura delle
DettagliARCHITETTURA DI UN ELABORATORE! Ispirata al modello della Macchina di Von Neumann (Princeton, Institute for Advanced Study, anni 40).!
ARCHITETTURA DI UN ELABORATORE! Ispirata al modello della Macchina di Von Neumann (Princeton, Institute for Advanced Study, anni 40).! MACCHINA DI VON NEUMANN! UNITÀ FUNZIONALI fondamentali! Processore
DettagliArchitettura dei calcolatori
Cos'è un calcolatore? Architettura dei calcolatori Esecutore automatico di algoritmi Macchina universale Elementi di Informatica Docente: Giorgio Fumera Corso di Laurea in Edilizia Facoltà di Architettura
DettagliIl Processore. Informatica di Base -- R.Gaeta 27
Il Processore Il processore (detto anche CPU, ovvero, Central Processing Unit) è la componente dell unità centrale che fornisce la capacità di elaborazione delle informazioni contenute nella memoria principale
DettagliArchitettura hardware
Architettura dell elaboratore Architettura hardware la parte che si può prendere a calci Sistema composto da un numero elevato di componenti, in cui ogni componente svolge una sua funzione elaborazione
DettagliSistemi di numerazione
SOMMARIO Sistemi di numerazione...2 Sistema decimale (o a base 10)...2 Sistema binario...2 Operazioni sui numeri binari...3 Espressioni logiche...4 Definizione...4 Prodotto Logico : AND...4 Somma Logica
DettagliIl processore. Istituzionii di Informatica -- Rossano Gaeta
Il processore Il processore (detto anche CPU, ovvero, Central Processing Unit) è la componente dell unità centrale che fornisce la capacità di elaborazione delle informazioni contenute nella memoria principale
DettagliLa CPU e la Memoria. Sistemi e Tecnologie Informatiche 1. Struttura del computer. Sistemi e Tecnologie Informatiche 2
La CPU e la Memoria Sistemi e Tecnologie Informatiche 1 Struttura del computer Sistemi e Tecnologie Informatiche 2 1 I registri La memoria contiene sia i dati che le istruzioni Il contenuto dei registri
DettagliIl computer. Architettura
Il computer Architettura i precursori 1600 - Pascal realizza la prima macchina programmata meccanicamente per eseguire addizioni e sottrazioni. E la Pascalina. 1671 Leibniz realizza una macchina per eseguire
DettagliIngegneria e Tecnologie dei Sistemi di Controllo. Unità di Elaborazione: MicroControllori e DSP
Ingegneria e Tecnologie dei Sistemi di Controllo Unità di Elaborazione: MicroControllori e DSP Ing. Andrea Tilli DEIS Alma Mater Studiorum Università di Bologna E-Mail: atilli@deis.unibo.it Revisionato:
DettagliARCHITETTURA DI UN ELABORATORE
ARCHITETTURA DI UN ELABORATORE Unità funzionali Ispirata al modello della Macchina di Von Neumann (Princeton, Institute for Advanced Study, anni 40). La macchiana di Von Neumann: Non distingueva fra RAM
DettagliProgrammazione A.A Architettura dei Calcolatori. ( Lezione V ) Componenti hardware e loro schema funzionale
Programmazione A.A. 2002-03 I Architettura dei Calcolatori ( Lezione V ) Componenti hardware e loro schema funzionale Prof. Giovanni Gallo Dr. Gianluca Cincotti Dipartimento di Matematica e Informatica
DettagliIl Processore: l unità di controllo
Il Processore: l unità di controllo La frequenza con cui vengono eseguiti i cicli di esecuzione è scandita da una componente detta clock Ad ogni impulso di clock la UC esegue un ciclo di esecuzione di
DettagliElementi di informatica
Elementi di informatica Architetture degli elaboratori Il calcolatore Un calcolatore è sistema composto da un elevato numero di componenti Il suo funzionamento può essere descritto se lo si considera come
DettagliArchitettura di von Neumann
Fondamenti di Informatica per la Sicurezza a.a. 2008/09 Architettura di von Neumann Stefano Ferrari UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO DIPARTIMENTO DI TECNOLOGIE DELL INFORMAZIONE Stefano Ferrari Università
DettagliArchitettura di von Neumann
Fondamenti di Informatica per la Sicurezza a.a. 2007/08 Architettura di von Neumann Stefano Ferrari UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MILANO DIPARTIMENTO DI TECNOLOGIE DELL INFORMAZIONE Stefano Ferrari Università
DettagliL ARCHITETTURA DEI CALCOLATORI. Il processore La memoria centrale La memoria di massa Le periferiche di I/O
L ARCHITETTURA DEI CALCOLATORI Il processore La memoria centrale La memoria di massa Le periferiche di I/O Caratteristiche dell architettura 2 Flessibilità adatta a svolgere diverse tipologie di compiti
DettagliComponenti di un processore
Componenti di un processore Unità di Controllo Bus Interno REGISTRI Program Counter (PC) Registro di Stato (SR) Registro Istruzioni (IR) Registri Generali Unità Aritmetico- Logica Registro Indirizzi Memoria
DettagliSistemi e Tecnologie per l'automazione LS. HW per elaborazione digitale in automazione: Microcontrollori e DSP
Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica Laurea Specialistica in Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Sistemi e Tecnologie per l'automazione LS HW per elaborazione digitale in automazione:
DettagliStruttura del calcolatore
Struttura del calcolatore Proprietà: Flessibilità: la stessa macchina può essere utilizzata per compiti differenti, nessuno dei quali è predefinito al momento della costruzione Velocità di elaborazione
DettagliIntroduzione. Caratteristiche generali. Sistemi e Tecnologie per l'automazione LS. HW per elaborazione digitale in automazione: Microcontrollori e DSP
Laurea Specialistica in Ingegneria Informatica Laurea Specialistica in Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Sistemi e Tecnologie per l'automazione LS HW per elaborazione digitale in automazione:
DettagliCosa è? Come lo si usa? Come iniziare? Author: Ing. Sebastiano Giannitto (ITIS M.BARTOLO PACHINO)
Cosa è? Come lo si usa? Come iniziare? Author: Ing. Sebastiano Giannitto (ITIS M.BARTOLO PACHINO) 1^ parte Cosa è Arduino? Arduino è una piattaforma di sviluppo open-source basata su una semplice scheda
DettagliLezione 22 La Memoria Interna (1)
Lezione 22 La Memoria Interna (1) Vittorio Scarano Architettura Corso di Laurea in Informatica Università degli Studi di Salerno Organizzazione della lezione Dove siamo e dove stiamo andando La gerarchia
DettagliINGEGNERIA E TECNOLOGIE DEI SISTEMI DI CONTROLLO Processori per sistemi di controllo
INGEGNERIA E TECNOLOGIE DEI SISTEMI DI CONTROLLO Processori per sistemi di controllo Prof. Carlo Rossi DEIS - Università di Bologna Tel: 051 2093020 email: crossi@deis.unibo.it Classificazione Processori
DettagliIl modello di Von Neumann
Il modello di Von Neumann Appunti di STA per le classi seconde ind. informatiche Page 1 Il modello architetturale Per modello architetturale, si intende la descrizione delle parti del sistema e la loro
DettagliARCHITETTURA DI UN ELABORATORE
ARCHITETTURA DI UN ELABORATORE memoria centrale Ispirata al modello della Macchina di Von Neumann (Princeton, Institute for Advanced Study, anni 40). John von Neumann (Neumann János) (December 28, 1903
DettagliCapitolo 5 Elementi architetturali di base
Capitolo 5 Elementi architetturali di base Giuseppe Lami Istituto di Scienza e Tecnologie dell Informazione CNR Via Moruzzi, 1 - Pisa giuseppe.lami@isti.cnr.it Struttura - Unità di elaborazione e controllo
DettagliMicroelettronica Corso introduttivo di progettazione di sistemi embedded
Microelettronica Corso introduttivo di progettazione di sistemi embedded Architettura dei sistemi a microprocessore prof. Stefano Salvatori A.A. 2014/2015 Eccetto dove diversamente specificato, i contenuti
DettagliDEFINIZIONE. particolare l'unità di elaborazione centrale è una tipologia di
CORSO BASE DI TECNICO RIPARATORE HARDWARE CPU Docente: Dott. Ing. Antonio Pagano DEFINIZIONE L'unità di elaborazione centrale o CPU è una tipologia di processore digitale general purpose la quale si contraddistingue
DettagliComponenti principali
Componenti e connessioni Capitolo 3 Componenti principali n CPU (Unità Centrale di Elaborazione) n Memoria n Sistemi di I/O n Connessioni tra loro Architettura di Von Neumann n Dati e instruzioni in memoria
DettagliMacchina di von Neumann/Turing
Macchina di von Neumann/Turing Concetto di programma memorizzato Memoria principale per dati e istruzioni ALU opera su dati in formato binario Unità di controllo che interpreta le istruzioni in memoria
DettagliArchitettura degli Elaboratori - 1
Architettura degli Elaboratori - 1 Università degli Studi di Padova Facoltà di Scienze MM.FF.NN. Corso di Laurea in Informatica docente: Alessandro Sperduti Obiettivi del Corso Descrizione dell architettura
DettagliScopo della lezione. Analizzare i tipi di macchine Indirizzamento e memorie Tipi di dato
Scopo della lezione Analizzare i tipi di macchine Indirizzamento e memorie Tipi di dato Little endian e big endian Indirizzamento logico e fisico Comprendere la struttura del micro Von Neumann architecture
DettagliElementi di informatica
Elementi di informatica Architetture degli elaboratori Il calcolatore Un calcolatore è sistema composto da un elevato numero di componenti Il suo funzionamento può essere descritto se lo si considera come
DettagliLa memoria principale
La memoria principale DRAM (Dynamic RAM) il contenuto viene memorizzato per pochissimo tempo per cui deve essere aggiornato centinaia di volte al secondo (FPM, EDO, SDRAM, RDRAM) SRAM (Static RAM) veloce
DettagliMemorie Corso di Calcolatori Elettronici A 2007/2008 Sito Web:http://prometeo.ing.unibs.it/quarella Prof. G. Quarella
Memorie Corso di Calcolatori Elettronici A 2007/2008 Sito Web:http://prometeo.ing.unibs.it/quarella Prof. G. Quarella prof@quarella.net Tipi di memorie Possono essere classificate in base a varie caratteristiche:
DettagliCorso di Fondamenti di Informatica Elementi di Architettura
di Cassino e del Lazio Meridionale Corso di Informatica Elementi di Architettura Anno Accademico 2016/2017 Francesco Tortorella Modello di von Neumann Bus di sistema CPU Memoria Centrale Interfaccia Periferica
DettagliArchitettura degli elaboratori - CPU multiciclo A.A. 2016/17. Architettura degli elaboratori
Università degli Studi dell Insubria Dipartimento di Scienze Teoriche e Applicate Architettura degli elaboratori Marco Tarini Dipartimento di Scienze Teoriche e Applicate marco.tarini@uninsubria.it Progetto
DettagliIl modello di von Neumann
1 Organizzazione di (quasi) tutti gli elaboratori moderni: personal computer, workstation, portatili, smartphone,... CPU memoria Control Unit I/O ALU 2 Il cuore è la CPU (Control Processing Unit): esegue
DettagliComponenti principali. Programma cablato. Architettura di Von Neumann. Programma cablato. Cos e un programma? Componenti e connessioni
Componenti principali Componenti e connessioni Capitolo 3 CPU (Unita Centrale di Elaborazione) Memoria Sistemi di I/O Connessioni tra loro 1 2 Architettura di Von Neumann Dati e instruzioni in memoria
DettagliA.S. 2017/2018 PIANO DI LAVORO PREVENTIVO CLASSE 4Be
A.S. 2017/2018 PIANO DI LAVORO PREVENTIVO CLASSE 4Be Docenti Disciplina Cinzia Brunetto, Antonino Cacopardo SAE Sistemi Automatici Elettronici Competenze disciplinari di riferimento Il percorso formativo
DettagliArchitettura dei Calcolatori Elettronici
Architettura dei Calcolatori Elettronici Prof. Orazio Mirabella L architettura del Calcolatore: esame delle sue caratteristiche Fondamentali Capacità di eseguire sequenze di istruzioni memorizzate Calcolatore
DettagliCalcolatori Elettronici A a.a. 2008/2009
Calcolatori Elettronici A a.a. 2008/2009 Instruction Set Architecture: nozioni generali Massimiliano Giacomin 1 DOVE CI TROVIAMO Livello del linguaggio specializzato Traduzione (compilatore) o interpretazione
DettagliARCHITETTURA DI UN ELABORATORE
RCHITETTUR DI UN ELORTORE Ispirata al modello della Macchina di Von Neumann (Princeton, Institute for dvanced Study, anni 40). MCCHIN DI VON NEUMNN UNITÀ FUNZIONLI fondamentali Processore (CPU) Memoria
DettagliElementi di base del calcolatore
Elementi di base del calcolatore Registri: dispositivi elettronici capaci di memorizzare insiemi di bit (8, 16, 32, 64, ) Clock: segnale di sincronizzazione per tutto il sistema si misura in cicli/secondo
DettagliEsame di INFORMATICA Lezione 4
Università di L Aquila Facoltà di Biotecnologie Esame di INFORMATICA Lezione 4 MACCHINA DI VON NEUMANN Il sottosistema di memorizzazione (memoria) contiene dati + istruzioni, inseriti inizialmente tramite
DettagliARCHITETTURA DI UN SISTEMA DI ELABORAZIONE
ARCHITETTURA DI UN SISTEMA DI ELABORAZIONE Il computer o elaboratore è una macchina altamente organizzata capace di immagazzinare, elaborare e trasmettere dati con notevole precisione e rapidità. Schematicamente
DettagliG L O S S A R I O. Fondamenti di Informatica I - Università degli Studi di Trento Dott. Roberti Pierluigi
G L O S S A R I O BIT: acronimo di Binary Digit. E l unità elementare di informazione. Può assumere solo il valore 0 o 1. CALCOLATORE: macchina che opera la trasformazione dei dati (informazioni) HARDWARE:
DettagliArchitettura dei Calcolatori elettronici
Architettura dei Calcolatori elettronici CORSO DI CALCOLATORI ELETTRONICI I CdL Ingegneria Biomedica (A-I) DIS - Università degli Studi di Napoli Federico II Dal punto di vista architetturale un calcolatore
DettagliArchitettura di un calcolatore: Introduzione parte 2
Corso di Calcolatori Elettronici I Architettura di un calcolatore: Introduzione parte 2 Prof. Roberto Canonico Università degli Studi di Napoli Federico II Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle
DettagliArchitettura dei computer
Architettura dei computer In un computer possiamo distinguere quattro unità funzionali: il processore la memoria principale (memoria centrale, RAM) la memoria secondaria i dispositivi di input/output La
DettagliL insieme delle istruzioni (6)
L insieme delle istruzioni (6) Architetture dei Calcolatori (lettere A-I) Alcune note conclusive I due principi dell architettura a programma memorizzato Uso di istruzioni indistinguibili dai dati Uso
DettagliARCHITETTURA DI UN ELABORATORE
ARCHITETTURA DI UN ELABORATORE Unità funzionali Ispirata al modello della Macchina di Von Neumann (Princeton, Institute for Advanced Study, anni 40) Macchina di Von Neumann: Non distingueva fra RAM e ROM
DettagliComponenti e connessioni. Capitolo 3
Componenti e connessioni Capitolo 3 Componenti principali CPU (Unità Centrale di Elaborazione) Memoria Sistemi di I/O Connessioni tra loro Architettura di Von Neumann Dati e instruzioni in memoria (lettura
DettagliLezione 15. L elaboratore Elettronico
Lezione 15 Architettura di un calcolatore L elaboratore Elettronico Un elaboratore elettronico è una macchina elettronica in grado di elaborare dati secondo le specifiche fornite da un algoritmo Internamente
DettagliArchitettura generale del calcolatore Hardware (tutto ciò che e tangibile) Software (tutto ciò che non e tangibile)
Architettura generale del calcolatore Hardware (tutto ciò che e tangibile) La macchina di Von Neumann Le periferiche Software (tutto ciò che non e tangibile) Il sistema operativo I programmi applicativi
DettagliStruttura di un sistema di elaborazione. SDE: basi. Descrizione dei componenti (2) Descrizione delle componenti
Struttura di un sistema di elaborazione Architettura di Von Neumann Componenti Hardware di un SDE Processo e Processore CPU Memoria Centrale SDE: basi Un SDE è formato da elementi di natura diversa (elettrica,
DettagliModulo 1: Le I.C.T. UD 1.4c: Il Processore
Modulo 1: Le I.C.T. : Il Processore Prof. Alberto Postiglione Corso di Informatica Generale (AA 07-08) Corso di Laurea in Scienze della Comunicazione Università degli Studi di Salerno IL MICROPROCESSORE
DettagliUD 1.4c: Il Processore IL MICROPROCESSORE
Modulo 1: Le I.C.T. : Il Processore IL MICROPROCESSORE Prof. Alberto Postiglione Curtin, 3.8-3.9 Corso di Informatica Generale (AA 07-08) Corso di Laurea in Scienze della Comunicazione Università degli
DettagliProgramma del corso. Introduzione Rappresentazione delle Informazioni Calcolo proposizionale Architettura del calcolatore Reti di calcolatori
Programma del corso Introduzione Rappresentazione delle Informazioni Calcolo proposizionale Architettura del calcolatore Reti di calcolatori Cos è un Calcolatore? Un computer (calcolatore) è una macchina
DettagliArchitettura degli Elaboratori
Architettura degli Elaboratori Università degli Studi di Padova Facoltà di Scienze MM.FF.NN. Corso di Laurea in Informatica docente: Alessandro Sperduti Informazioni Generali Lucidi ed esercizi disponibili
DettagliCorso di Calcolatori Elettronici I A.A. 2010-2011 Il processore Lezione 18
Corso di Calcolatori Elettronici I A.A. 2010-2011 Il processore Lezione 18 Università degli Studi di Napoli Federico II Facoltà di Ingegneria Calcolatore: sottosistemi Processore o CPU (Central Processing
DettagliAXO - Architettura dei Calcolatori e Sistema Operativo. organizzazione strutturata dei calcolatori
AXO - Architettura dei Calcolatori e Sistema Operativo organizzazione strutturata dei calcolatori I livelli I calcolatori sono progettati come una serie di livelli ognuno dei quali si basa sui livelli
DettagliCorso di Calcolatori Elettronici I. Memorie. Prof. Roberto Canonico
Corso di Calcolatori Elettronici I Memorie Prof. Roberto Canonico Università degli Studi di Napoli Federico II Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie dell Informazione Corso di Laurea
DettagliMemorie a semiconduttore
Memoria centrale a semiconduttore (Cap. 5 Stallings) Architettura degli elaboratori -1 Pagina 209 Memorie a semiconduttore RAM Accesso casuale Read/Write Volatile Memorizzazione temporanea Statica o dinamica
DettagliIspirata al modello della Macchina di Von Neumann (Princeton, Institute for Advanced Study, anni 40).
RCHITETTUR DI UN ELORTORE Ispirata al modello della Macchina di Von Neumann (Princeton, Institute for dvanced Study, anni 40). MCCHIN DI VON NEUMNN UNITÀ FUNZIONLI fondamentali Processore (CPU) Memoria
DettagliStruttura di un elaboratore
Struttura di un elaboratore Fondamenti di Informatica 1 Modello architetturale di un computer Ogni computer è costituito da un insieme di blocchi funzionali tra loro interconnessi da sistemi di comunicazioni,
DettagliLezione 3: Architettura del calcolatore
Lezione 3: Architettura del calcolatore Architettura di Von Neumann BUS, CPU e Memoria centrale Ciclo di esecuzione delle istruzioni Architettura del calcolatore Il calcolatore è: uno strumento programmabile
DettagliCorso di Informatica
CdLS in Odontoiatria e Protesi Dentarie Corso di Informatica Prof. Crescenzio Gallo crescenzio.gallo@unifg.it Il Processore (CPU) 2 rchitettura del processore CPU Unità di Controllo Unità ritmetica Logica
DettagliIl Ciclo Fetch-Decode-Execute. C Nyssen/Aberdeen College 2003
Il Ciclo Fetch-Decode-Execute C Nyssen/Aberdeen College 2003 Linguaggio Assembler Op code (Mnemonico) Operando #assembly code program 0000 LDA-24 #loads 0001 ADD-25 #adds 0002 HLT #stops #end of program
DettagliSistemi e Tecnologie per l'automazione LM. HW per elaborazione digitale in automazione: Microcontrollori e DSP
Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni per lo Sviluppo Sostenibile Sistemi e Tecnologie per l'automazione LM HW per elaborazione digitale
DettagliCaratteristiche di un PC
Caratteristiche di un PC 1 Principali porte presenti sui personal computer PC Una porta è il tramite con la quale i dispositivi (periferiche o Device ) vengono collegati e interagiscono con il personal
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI
CALCOLATORI ELETTRONICI Giuseppe Coldani Tel. 0382 985678 e-mail: giuseppe.coldani@unipv.it giuseppe.coldani@tin.it orario delle lezioni: Mercoledì 14.00-18.00 orario di ricevimento: su appuntamento 1
DettagliArchitettura dei Calcolatori. Macchina di von Neumann /2. Macchina di von Neumann /1. Architettura dei Calcolatori
rchitettura dei Calcolatori Giuseppe Pozzi Impianti di Elaborazione Facoltà di Ingegneria dell'informazione Politecnico di Milano giuseppe.pozzi@polimi.it - versione del 20 settembre 2002 - rchitettura
DettagliCalcolatori Elettronici
Calcolatori Elettronici Classificazione dei calcolatori elettronici Sistemi basati sull architettura di Von Neumann Sistemi basati sull architettura Harward Architettura dei calcolatori: definizioni Evoluzione
DettagliMacchine Astratte. Luca Abeni. February 22, 2017
Macchine Astratte February 22, 2017 Architettura dei Calcolatori - 1 Un computer è composto almeno da: Un processore (CPU) Esegue le istruzioni macchina Per fare questo, può muovere dati da/verso la memoria
DettagliIntroduzione all'architettura dei Calcolatori
Introduzione all'architettura dei Calcolatori Architettura dei calcolatori Che cos è un calcolatore? Come funziona un calcolatore? un calcolatore è un sistema un sistema è un oggetto costituito da molte
DettagliLezione 1: L hardware
Architettura del calcolatore Lezione 1: L hardware Architettura Componenti e funzionamento Il calcolatore è uno strumento programmabile per la rappresentazione, la memorizzazione e l elaborazione delle
DettagliSistemi di Elaborazione delle Informazioni
SCUOLA DI MEDICINA E CHIRURGIA Università degli Studi di Napoli Federico II Corso di Sistemi di Elaborazione delle Informazioni Dott. Francesco Rossi a.a. 2016/2017 1 Programma del corso Informatica di
DettagliCalcolo numerico e programmazione Architettura dei calcolatori
Calcolo numerico e programmazione Architettura dei calcolatori Tullio Facchinetti 30 marzo 2012 08:57 http://robot.unipv.it/toolleeo Il calcolatore tre funzionalità essenziali:
DettagliArchitettura di Von Neumann. Architettura di Von Neumann. Architettura di Von Neumann INFORMATICA PER LE DISCIPLINE UMANISTICHE 2 (13042)
INFORMATICA PER LE DISCIPLINE UMANISTICHE 2 (13042) Computer elaboratore di informazione riceve informazione in ingresso (input) elabora questa informazione restituisce informazione ottenuta elaborando
DettagliOrganizzata secondo il modello della macchina di von Neumann definita nei tardi anni 40 all Institute for Advanced Study di Princeton.
Architettura di un Elaboratore Organizzata secondo il modello della macchina di von Neumann definita nei tardi anni 40 all Institute for Advanced Study di Princeton. È costituita da quattro elementi funzionali
DettagliArchitettura dei calcolatori
Università degli Studi di Palermo Dipartimento di Ingegneria Informatica Elaborazione di Immagini e Suoni / Riconoscimento e Visioni Artificiali 12 c.f.u. Anno Accademico 2009/2010 Docente: ing. Salvatore
DettagliModulo: Elementi di Informatica
ARCHITETTURA DI VON NEUMANN Facoltà di Medicina Veterinaria Corso di laurea in Tutela e benessere animale Corso Integrato: Fisica medica e statistica Modulo: Elementi di Informatica A.A. 2009/10 Lezione
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI II
CALCOLATORI ELETTRONICI II L INTERFACCIA PARALLELA Argomenti della lezione Le interfacce parallele Il dispositivo Intel 855 Architettura Funzionamento Le interfacce parallele Esempio Le interfacce parallele
DettagliArchitettura degli elaboratori
I blocchi fondamentali dell elaboratore Architettura degli elaboratori ingresso Memoria uscita elaborazione I blocchi fondamentali dell elaboratore I blocchi fondamentali Memoria centrale (RAM) Memoria
DettagliIl Sottosistema di Memoria
Il Sottosistema di Memoria Classificazione delle memorie Funzionalità Memoria di sola lettura (ROM) Memoria di lettura/scrittura Tecnologia Memoria a semiconduttori Memoria magnetica Memoria ottica Modalità
DettagliCorso di Informatica
Corso di Informatica Modulo T2 2-La CPU 1 Prerequisiti Concetto intuitivo di programma Microprocessore Linguaggio binario Operazioni aritmetiche e logiche elementari 2 1 Introduzione In questa Unità vediamo
DettagliArchitettura di un calcolatore e ciclo macchina. Appunti per la classe 3 Dinf
Architettura di un calcolatore e ciclo macchina Appunti per la classe 3 Dinf Il Sistema di Elaborazione Computer Hardware Software 2 Hardware Struttura fisica del calcolatore formata dai circuiti elettronici
DettagliLezione 7 Sommatori e Moltiplicatori
Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione 7 Sommatori e Moltiplicatori Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano L 7 /36 Sommario
DettagliMacchina di Riferimento: argomenti
Macchina di Riferimento: argomenti L'architettura di una macchina MIPS Organizzazione della memoria I registri della CPU L'esecuzione dei programmi Il ciclo fetch-execute Il simulatore SPIM 1 Architettura
DettagliLezione 3. Lezione 3. Architettura di un processore. Architettura di un processore. Architettura di un processore. Classificazione delle architetture
Sommario Lezione 3 Caratteristiche generali di una architettura Criteri per la classificazione delle architetture Architetture di tipo RISC Architetture di tipo CISC Repertorio di istruzioni dei mc e dei
DettagliArchitettura di un processore basato su registri generali.
Architettura di un processore basato su registri generali. M. Esposito (mesposit@unina.it) 26 febbraio 2007 In Fig. 1 è riportato uno schema di principio che raffigura l architettura di un processore basato
DettagliSistemi a microprocessore
Storia dei Computer 1945 John Von Neumann propose la stored program architecture 1948 Bardeen, Brattain and Shockley inventarono il transistor 1958 Jack Kilby introdusse l IC (integrated circuit) e aprì
DettagliHARDWARE 1.4a: (Processore)
HARDWARE 1.4a: (Processore) 2 23 nov 2011 Bibliografia Curtin, Foley, Sen, Morin Informatica di base, Mc Graw Hill Sciuto, Buonanno, Mari, Introduzione ai sistemi informatici, Mc Graw Hill Questi lucidi
DettagliArchitettura del calcolatore
Architettura del calcolatore La prima decomposizione di un calcolatore è relativa a due macro-componenti: Hardware Software Architettura del calcolatore L architettura dell hardware di un calcolatore reale
Dettagli