ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI

1. ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI

2. Hardware • Hardware • Termine inglese, letteralmente significa “merce solida”. • Sono le parti tangibili di un computer: la tastiera, lo schermo, il case (il telaio all’interno del quale sono installati i componenti di un computer), i componenti interni al case (scheda madre, CPU, memorie, scheda video, etc.).

3. Software • Software • Termine inglese, letteralmente significa “merce morbida”. • È l’insieme dei programmi che fanno funzionare il computer.

4. Il case • Il case o cabinet è il telaio a forma di parallelepipedo che contiene i componenti elettronici del computer; in primis l’alimentatore e la scheda madre.

5. Il case • Il case ha il compito di sostenere e proteggere i componenti elettronici del computer. • Principali tipi di case • Tower (termine inglese, letteralmente significa “torre”), si estende in altezza. • Desktop (termine inglese, letteralmente significa “scrivania”), si estende sulla superficie su cui poggia.

6. La scheda madre • La scheda madre o motherboard è la scheda situata all’interno del case su cui vengono montati tutti i dispositivi del computer: la CPU, i moduli di memoria, le schede delle unità di I/O. • Sulla scheda madre è presente una linea dati chiamata bus che permette il trasferimento dei dati tra i diversi dispositivi (CPU, memoria, unità di I/O).

7. La scheda madre

8. Architettura di Von Neumann • L’architettura di Von Neumann o macchina di Von Neumann è l’architettura su cui sono basati la maggior parte dei computer moderni. CPU Memoria I/O Bus di sistema Bus dati Bus indirizzi Linee di controllo

9. Architettura di Von Neumann • Lo schema si basa su quattro parti fondamentali: • Bus di sistema • CPU (unità di elaborazione o unità centrale) • Memoria • Unità di I/O (unità di input e unità di output) • I dati e le istruzioni sono memorizzati nella stessa memoria. • Si contrappone all’architettura Harvard in cui i dati e le istruzioni sono memorizzati separatamente.

10. CPU • La CPU (acronimo di Central Processing Unit), chiamata anche microprocessore, ha il compito di eseguire le istruzioni di un programma presente in memoria. • La CPU è formata da due componenti principali: • La Control Unit, che supervisiona l’andamento dell’esecuzione delle istruzioni. • L’ALU (unità logico-aritmetica), che esegue i calcoli. • La CPU esegue un’unica istruzione per volta, eseguendo le istruzioni una dopo l’altra, come previsto dal paradigma imperativo.

11. CPU • Ciclo del processore • Prelievo (Fetch): preleva dalla memoria l’istruzione da eseguire utilizzando l’indirizzo contenuto nel registro Program Counter e la copia nell’Istruction Register. Infine incrementa il P.C. • Decodifica (Decode): la Control Unit (C.U.) interpreta l’istruzione e determina le operazioni da eseguire. • Esecuzione (Execute): l’unità logico-aritmentica (ALU) esegue le operazioni mentre la CU ne controlla l’andamento.

12. Gerarchia delle memorie • registri della CPU • cache • RAM • hard disk • nastri

13. Le memorie • Memora centrale o principale • Memorie di massa

14. La memoria centrale • La memoria centrale si divide in RAM (Random Access Memory, letteralmente “Memoria ad accesso casuale”; nota: è errato parlare di “accesso casuale” alla RAM), ROM (Read Only Memory, letteralmente “memoria di sola lettura”) e memoria cache (presente all’interno della CPU).

15. Le memorie di massa • Principali memorie di massa:

16. L’hard disk

17. L’hard disk • A: traccia • B: settore • C: settore di una traccia (o anche traccia di un settore) • D: cluster • Settori contigui di una traccia • Cilindro: insieme di tracce equidistanti dal centro appartenenti a più piatti

18. USB • USB sta per Universal Serial Bus. • Comunemente chiamate “chiavette”, sono delle unità di memoria flash di dimensioni ridotte. • Possono essere collegate al computer anche quando è acceso, per mezzo della porta USB.

19. Memorie SD • Secure Digital (SD) è il più diffuso formato di schede di memoria flash per dispositivi elettronici quali smartphone, fotocamere digitali, ecc.

20. Memorie SHDC • Le memorie SD superiori ai 2 GB e con una velocità minima di lettura/scrittura di 2,2 MB/s vengono denominate col termine SDHC (Secure Digital High Capacity, Secure Digital ad alta capacità).