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									Università degli Studi di Messina     Architettura 
Facoltà di Ingegneria                    di un 
                                      Calcolatore




Corso di Fondamenti di Informatica I 
         Fondamenti di Informatica I
     CdL Ingegneria Elettronica 
            A.A. 2006/07




                         Ing. Francesco La Rosa
                                           Architettura 
                                              di un 
Premessa                                   Calcolatore




    Modello “realistico”;


    Macchina di Von Neumann: modello “semplificato”.
                Von Neumann
                                                    Architettura 
Premessa                                               di un 
Hardware/Software                                   Calcolatore


Hardware     di  un  elaboratore:    insieme  di  elementi 
funzionali,  presenti  in  ogni  calcolatore  anche  se  in  vario 
numero e con caratteristiche assai diverse;

Software:  insieme  dei  programmi  che  vengono  eseguiti 
dal sistema;

Confine tra hardware e software: microprogrammi.
             hardware software
                                                     Architettura 
Premessa                                                di un 
Codifica dei dati e delle istruzioni                 Calcolatore


Programma: algoritmo codificato;


Programma =  algoritmo + struttura dati;


   In  un  calcolatore,  i  dati  e  le  istruzioni  di  programma 
sono  codificate  in  forma  binaria,  ossia  in  una  sequenza 
finita di 1 e di 0.
                         Architettura 
                            di un 
Architettura di un PC    Calcolatore

 Modello “realistico”
                                           Architettura 
Unità Centrale                                di un 
                                           Calcolatore
  L'unità centrale (CU) si trova all'interno del case 

del computer. 
                                          Architettura 
                                             di un 
Unità Centrale                            Calcolatore



    La CU è costituita da:
     
       mother board + CPU (Central Processing Unit);
       mother board + CPU 
     
       le scheda di memoria addizionale;
                    memoria
     
       le schede d'interfaccia.
                   interfaccia
                                                 Architettura 
                                                    di un 
Mother board                                     Calcolatore



    Contiene:
     
       CPU;
     
       BUS
     
       memoria (ROM ­ ROM – Read Only Memory);
     
       slot di espansione per la memoria;
     
       slot per le schede di interfaccia.
                                                                   Architettura 
 Mother board                                                         di un 
                                                                   Calcolatore
  CPU

  Il  processore  (CPU)  è  la  parte  del  sistema  che  svolge  le  elaborazioni  e 
coordina il trasferimentodei dati all'interno del sistema informatico;

  Il processore ha il compito di “eseguire i programmi”, cioè di interpretare ed 
eseguire le varie istruzioni da cui i programmi sono composti.
                                                 Architettura 
Mother board                                        di un 
                                                 Calcolatore
 BUS

 Il  bus  di  sistema  collega  gli  elementi  funzionali  che 
costituiscono l'elaboratore e consente lo scambio di dati tra 
essi:
   
     bus dati;
   
     bus indirizzi;
   
     bus controllo.
                                             Architettura 
                                                di un 
Memoria                                      Calcolatore


  Memoria principale:
  Memoria principale
    
      RAM;
      RAM
    
      ROM, PROM, EPROM, ...

  Memoria secondaria (o memoria di massa):
  Memoria secondaria
  
    Hard­disk (HD);
  
    Floppy disk;
  
    CD­ROM;
  
    ...
                                                Architettura 
                                                   di un 
Memoria                                         Calcolatore




  Memoria principale:
  Memoria principale
   
     E' realizzata tramite circuiti elettronici;

  Memoria secondaria (o memoria di massa):
  Memoria secondaria
   
     Realizzata tramite supporti magnetici oppure ottici.
                                                   Architettura 
                                                      di un 
Memoria                                            Calcolatore



  I dati ed i programmi da eseguire devono essere caricati 
                        
nella memoria centrale per l'elaborazione (memorizzazione 
temporanea).
temporanea

  La memoria secondaria, o memoria di massa, serve 
all' archiviazione di dati e programmi   
                                        (memorizzazione stabile).
                                    Architettura 
    RAM                                di un 
                                    Calcolatore


  RAM – Random Access Memory:
    
      memorizza dati e programmi;
    
      volatile;
    
      accesso rapido.
                                 Architettura 
                                    di un 
Memoria centrale                 Calcolatore


                  locazioni, 
E’ costituita da   
                  locazioni
ciascuna delle quali contiene 
una parola word) di 8, 
             (
12, 16, 18, ..., 32, 60, 
64 bit.
                                              Architettura 
                                                 di un 
Memoria centrale                              Calcolatore



  Tecnologicamente è realizzata tramite dispositivi a 
semiconduttori, che la fanno apparire come una matrice 
di bit;
• L’informazione è rappresentata come stato  (    o basso)
                                              alto
di tensione elettrica.
                                                   Architettura 
                                                      di un 
Memoria centrale                                   Calcolatore



  E’ indirizzabile direttamente tramite il registro indirizzi di
memoria  (MAR), che si trova nella CPU.

   E'  estendibile  in  relazione  al  numero  di  bit  dedicati 
all'indirizzamento.
                                                 Architettura 
                                                    di un 
Memoria centrale                                 Calcolatore



  Capacità: quantità di informazione che può essere 
immagazzinata. Si esprime in numero di byte       .

  Tempo di accesso :  tempo necessario all'accesso in lettura 
o in scrittura, misurato dall'istante in cui si richiede di 
accedere all'unità di informazione all'istante in cui questa è
disponibile (centinaia o decine di nanosecondi, 1ns=10E­9s).
                        Architettura 
                           di un 
Schede di interfaccia   Calcolatore
                                                 Architettura 
                                                    di un 
Bus di Sistema                                   Calcolatore





  Collega tra loro le varie unità funzionali dell'elaboratore 
  Collega
elettronico;

 In ogni istante collega due (e solo due) unità funzionali.

                                               Architettura 
                                                  di un 
Bus di Sistema                                 Calcolatore



  Il Bus è sempre sotto il controllo della CPU che:
                     sotto il controllo della CPU
   
     seleziona l'interconnessione da attivare;
   
     indica l'operazione da compiere.


   Le  altre  unità  funzionali  (slave)  si  attivano  solo 
                                  slave
dopo essere state selezionate dalla CPU (master).
                                                master
                                                     Architettura 
Bus di Sistema                                          di un 
                                                     Calcolatore



  Bus dati: insieme di conduttori elettrici che trasportano 
              insieme di conduttori elettrici
i dati dal master allo slave e viceversa (bidirezionale).

  Bus indirizzi: insieme di conduttori elettrici che trasportano 
gli indirizzi dal master allo slave (unidirezionale).

  Bus controllo: insieme di conduttori elettrici che trasportano 
i segnali di controllo scambiati tra il master e lo slave (bi­dir.).
                                                Architettura 
Macchina di Von Neumann                            di un 
                                                Calcolatore
Il calcolatore può essere rappresentato da un modello molto
semplificato, la macchina di Von Neumann:
semplificato

								
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