DIMENSIONI E PRESTAZIONI

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1 DIMENSIONI E PRESTAZIONI Prof. Enrico Terrone A. S: 2008/09 Le unità di misura Le due unità di misura fondamentali dell hardware sono: i Byte per le dimensioni della memoria gli Hertz (Hz) per le prestazioni (velocità) della CPU I valori in Byte e Hertz possono essere indicati ricorrendo si simboli: k (kilo), M (mega), G (giga), T (tera) Nel caso dei Byte (grandezza informatiche) questi simboli indicano le potenze di due, nel caso degli Hertz (grandezza fisica) essi indicano le potenze di dieci. I valori delle potenze di dieci si possono considerare come approssimazioni per difetto delle potenze di due.

2 Le unità di misura Simbolo Informatica Fisica k (kilo) 2 10 (= 1024) 10 3 (= mille) M (mega) (= un milione) G (giga) (= un miliardo) T (tera) (= mille miliardi) Le dimensioni della memoria Le memorie RAM degli attuali computer hanno dimensioni di uno o più GByte. Il che significa che sono formate da più di un miliardo di celle di memoria. L hard disk ha invece dimensioni di qualche centinaio di GByte o addirittura di un TByte. Altre dimensioni tipiche sono qualche GByte per le chiavette USB, 700 MByte per i CD e 4,7 GByte per i DVD. I vecchi floppy avevano dimensioni di 1,44 MByte.

3 Le prestazioni della CPU La velocità della CPU è determinata da un circuito che si chiama clock (orologio); questo circuito che invia regolarmente degli impulsi alla CPU; ogni impulso è interpretato dalla CPU come il segnale che è possibile eseguire una nuova operazione. In questo senso il clock è come un metronomo che batte il tempo della CPU. Pertanto la frequenza di clock, cioè il numero di impulsi che il clock manda in un secondo, determina la velocità della CPU. Naturalmente la frequenza di clock non può essere aumentata a piacere, ma va tarata in base alla capacità della CPU di tenere il ritmo senza surriscaldarsi. Le prestazioni della CPU Nei computer attuali la frequenza di clock ha un valore che si situa fra 1 Ghz e 4 GHz. Questo significa che la CPU è in grado di svolgere qualche miliardo di operazioni al secondo. Si noti che la frequenza di clock non corrisponde alle istruzioni al secondo bensì alle operazioni al secondo. Esempi di operazioni sono la Memory Write oppure un calcolo svolto dalla ALU. Per fare un istruzione del linguaggio macchina come abbiamo visto occorre di solito un certo numero di operazioni.

4 Le prestazioni della CPU La velocità del computer si può anche misurare in MIPS (Millioni di Istruzioni Per Secondo): in questo caso bisogna dividere la frequenza di clock per il numero medio di operazioni che compongono un istruzione. Le CPU tradizionali sono di tipo CISC (Complex Instruction Set Computer): l istruzione in IR viene decodificata (cioè scomposta in operazioni) in base a una tabella di corrispondenza detta microprogramma che si trova in una piccola Rom interna alla CPU (nulla a che vedere col BIOS). Esistono anche CPU di tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer) nelle quali le istruzioni coincidono con le operazioni e non serve il microprogramma: le prestazioni possono essere migliori ma il linguaggio macchina è molto più difficile. Le dimensioni dei bus Un altro parametro fondamentale per le prestazioni di un computer sono le dimensioni dei bus DB e AB. La dimensione del bus dei dati viene detta word, e corrisponde di solito alla dimensione dei registri. La word rappresenta il numero di bit che possono essere trasferiti simultaneamente in un operazione di lettura o scrittura. Nell esempio che abbiamo visto la word era da 1 Byte (8 bit), mentre nei computer attuali si hanno word da 4 Byte () o più spesso 8 Byte (64 bit). Con una word da si possono leggere/scrivere 4 celle di memoria in una sola operazione, con una word da 64 ben 8 celle di memoria insieme.

5 Le dimensioni dei bus La dimensione del bus di indirizzi è invece decisiva per quanto riguarda l utilizzo della memoria: se l address bus è troppo piccolo, infatti, non si possono sfruttare tutte le celle della memoria centrale. Infatti se il bus degli indirizzi ha n bit, si possono rappresentare soltanto 2 n indirizzi diversi. Ad esempio con un bus degli indirizzi a 20 bit potremmo usare soltanto 1MByte di RAM. Nei computer attuali si hanno address bus a (indirizzabili fino a 4GByte di memoria) o a 64 bit (indirizzabili fino 16 milioni di TeraByte). Il bus di controllo invece non pone problemi: nel nostro esempio bastavano 2 bit, in realtà ne servono pochi di più. Breve storia del processore Intel Nome Anno Clock Word AB RAM (max) Note bit 20 bit 1 MB bit 24 bit 16 MB GB (Pentium) /64 bit 32/64 bit 4GB 4GB Cache e FPU (coprocessore) Pentium D ,6-3,6 GHz 64 bit 64 bit 2 64 B Dual Core

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