Architettura di Von Neumann. Architettura di Von Neumann. Architettura di Von Neumann INFORMATICA PER LE DISCIPLINE UMANISTICHE 2 (13042)

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1 INFORMATICA PER LE DISCIPLINE UMANISTICHE 2 (13042) Computer elaboratore di informazione riceve informazione in ingresso (input) elabora questa informazione restituisce informazione ottenuta elaborando i dati di input (output) Architettura dell elaboratore I computer sono dei sistemi di elaborazione: costituiti da molte componenti funzionamento coordinato delle diverse componenti architettura di riferimento generale: architettura di Von Neumann Descrive l architettura dell elaboratore Le componenti principali Il coordinamento tra le componenti Caratteristiche dell architettura di Von Neumann Descrizione di un elaboratore universale Dati e istruzioni sono memorizzati nello stesso dispositivo Utilizzo dell aritmetica binaria Distinzione tra memorizzazione ed elaborazione Elaboratori costruiti secondo questa architettura: Turing equivalenti

2 Componenti dell architettura di Von Neumann Processore (CPU, Central Processing Unit): funzioni di elaborazione Memoria: divisa in celle, ognuna associata ad un indirizzo univoco contiene istruzioni e dati da elaborare Interfaccia input/output: interfaccia con esterno Bus: canale di comunicazione Orologio di sistema: coordina le varie fasi Orologio di sistema Bus Orologio di sistema (clock): controlla la velocità delle operazioni del computer invia una sequenza costante di impulsi alla CPU ad ogni impulso ciclo di elaborazione (ciclo macchina) Bus di sistema: comunicazione tra le diverse componenti Funzionalmente diviso in tre parti: bus dati dati da elaborare bus indirizzi indirizzi delle celle di memoria per la lettura/scrittura di dati bus di controllo istruzioni per il coordinamento delle componenti

3 Linguaggio macchina Linguaggio macchina Linguaggio macchina: Linguaggio compreso dalla macchina Insieme di istruzioni eseguibili dalla macchina Ogni istruzione corrisponde ad una elaborazione elementare (lettura e scrittura in memoria, operazioni aritmetiche, confronto tra numeri, ) Istruzioni codificate con numeri binari Tre tipi di istruzioni: Istruzioni logico-aritmetiche: add, sub, and Istruzioni di trasferimento dati: load, store Istruzioni di controllo Linguaggio macchina Hardware/Software Ogni processore riconosce una determinata codifica di istruzioni: Istruzione Codice Add (somma) Sub (sottrazione) Software: Istruzioni eseguite dall elaboratore programmi Codificate nella memoria dell elaboratore Hardware Componenti fisiche di un elaboratore Processori con codifiche identiche: compatibili

4 Classificazione degli elaboratori Gli elaboratori sono classificati in base a Velocità di elaborazione Capacità di archiviazione Capacità di connessione Dimensioni Modularità Scalabilità Prezzo Classificazione degli elaboratori Classificazione Supercomputer Mainframe Minicomputer Workstation Personal Computer: Multi-utente Desktop, Tower, Small form factor Laptop (Notebook, Tablet PC, Netbook) Network computer, Terminali Calcolatori embedded (automobili, lettori MP3, ) Architettura di un elaboratore Architettura dell elaboratore Componenti principali Descrizione di un moderno elaboratore basato sull architettura di Von Neumann Componenti principali case alimentatore scheda madre CPU memoria primaria memoria secondaria bus di comunicazione orologio di sistema periferiche di input/output

5 Scheda madre Scheda madre : circuito stampato a cui si collegano le varie componenti del computer CPU memoria connettori per periferiche Permette la comunicazione tra le componenti: bus