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MACCHINE VIRTUALI UNA MACCHINA VIRTUALE RENDE POSSIBILE RIPRODURRE IL FUNZIONAMENTO DI ALTRI SISTEMI OPERATIVI DIRETTAMENTE SUL PC MEDIANTE UN PROCESSO CHIAMATO EMULAZIONE.

L’ARCHITETTURA DI UN COMPUTER UN SISTEMA DI ELABORAZIONE PUÒ ESSERE DEFINITO COME L’INSIEME DI HARDWARE E SOFTWARE ED UNO STRATO INTERMEDIO CHIAMATO FIRMWARE. L’ARCHITETTURA DEI COMPUTER STUDI LE TECNICHE CON LE QUALI COMPONENTI DI UN SISTEMA DI ELABORAZIONE VENGONO PROGETTATI E UNITI LOGICAMENTE TRA LORO. I COMPONENTI ELETTRONICI CHE FORMANO UN COMPUTER POSSONO ESSERE SINTETIZZATI IN DUE CATEGORIE PRINCIPALI: PORTE LOGICHE E GENERATORI DI SEGNALE; LE PORTE LOGICHE SONO CIRCUITI ELETTRONICI IN GRADO DI SVOLGERE LE OPERAZIONI LOGICHE DELL’ALGEBRA BOOLEANA. I GENERATORI DI SEGNALI SONO COMPONENTI IN GRADO DI PRODURRE UN SEGNALE PERIODICO UTILE A SINCRONIZZARE GLI ELEMENTI HARDWARE PRESENTI NEL COMPUTER. ACCANTO ALLE ARCHITETTURE HARDWARE SI SOVRAPPONGO LE ARCHITETTURE SOFTWARE CHE COMPRENDONO UN SISTEMA OPERATIVO.

IL MODELLO DI VON NEUMANN IL MODELLO DI VON NEUMANN DESCRIVE IL COMPORTAMENTO DI UNA MACCHINA CHE IL SUO INVENTORE CHIAMÒ STORED- PROGRAM COMPUTER (ESECUTORE SEQUENZIALE DOTATO DI PROGRAMMA MEMORIZZATO). QUESTO MODELLO È IN PARTE VALIDO ANCORA OGGI COME PUNTO DI PARTENZA PER COMPRENDERE LA STRUTTURA E IL FUNZIONAMENTO DI UNA MODERNA CPU. IL SIGNIFICATO DI STORED-PROGRAM COMPUTER PUÒ ESSERE SINTETIZZATO IN: COMPUTER: RAPPRESENTA LA CPU CHE COMPIE AZIONI DI ELABORAZIONE COME MODIFICARE IL CONTENUTO DELLA MEMORIA, PRELEVARE O MODIFICARE INFORMAZIONI DAI DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT. LA CPU È IN GRADO DI ESEGUIRE LE PROPRIE AZIONI IN MODO SEQUENZIALE. LA MISURA DELLA VELOCITÀ DELLA CPU È STRETTAMENTE LEGATA ALLA FREQUENZA DEL CLOCK. STORED-PROGRAM: INDICA LE ISTRUZIONI È SONO COLLOCATE NELLA MEMORIA DEL COMPUTER.

LA MEMORIA SI DISTINGUONO DUE TIPI DI MEMORIA: RAM (RANDOM ACCESS MEMORY) E ROM (READ ONLY MEMORY). LA RAM È VOLATILE CIOÈ NON PERMANENTE ED È RISCRIVIBILE; LA ROM È UNA MEMORIA PERMANENTE DI SOLA LETTURA, VIENE USATA PER MEMORIZZARE PROGRAMMI NON MODIFICABILI E PER DATI DI AVVIAMENTO (BIOS). LA MEMORIA È UN DISPOSITIVO FISICO CHE HA IL COMPITO DI IMMAGAZZINARE LE ISTRUZIONI E I DATI, È ORGANIZZATA A CELLE, L’ACCESSO ALLE CELLE AVVIENE ATTRAVERSO INDIRIZZI NUMERICI CHE IDENTIFICA LA CASELLA IN CUI SI TROVA IL DATO. IL TEMPO NECESSARIO PER LEGGERE O SCRIVERE UN DATO SU UNA CELLA DI MEMORIA È DELL’ ORDINE DEL NANOSECONDO.

L’INPUT/OUTPUT I DISPOSITIVI DI INPUT/OUTPUT RAPPRESENTANO I FLUSSI DI DATI IN INGRESSO E IN USCITA DA E VERSO LE PRINCIPALI PERIFERICHE, ATTRAVERSO APPOSITI CIRCUITI DI INTERFACCIA. LA CPU GESTISCE LA COMUNICAZIONE CON TALI DISPOSITIVI IN MODO ASINCRONO TRAMITE UN SEGNALE PARTICOLARE CHIAMATO DI INTERRUPT.

I BUS POSSONO ESSERE PARAGONATI AD AUTOSTRADE SULLE QUALI SCORRONO I BIT. IL BUS DI DATI CONSENTE LA TRASMISSIONE DI DATI DALLA CPU AGLI ALTRI ELEMENTI E VICEVERSA. IL BUS INDIRIZZI CONTIENE L’INDIRIZZO DELLA CELLA DI MEMORIA O DEL DISPOSITIVO DI I/O SUL QUALE O DAL QUALE LA CPU HA DECISO DI OPERARE. IL BUS DI CONTROLLO TRASPORTA GLI ORDINI DALLA CPU E RESTITUISCE I SEGNALI DI CONDIZIONE DAI DISPOSITIVI.

LA CPU LA CPU (CENTRAL PROCESSING UNIT) O PIÙ SEMPLICEMENTE IL PROCESSORE È L’ELEMENTO CHE SVOLGE L’ELABORAZIONE DEI DATI, ED È RAPPRESENTATA A LIVELLO FISICO DAL MICROPROCESSORE. IL LINGUAGGIO MACCHINA È UN LINGUAGGIO TRAMITE IL QUALE SONO CODIFICATE TUTTE LE ISTRUZIONI ESEGUIBILI DAL PROCESSORE ED È FORMATO DA UN ALFABETO BINARIO, NON SI TRATTA DI UN VERO È PROPRIO LINGUAGGIO DI PROGRAMMAZIONE, POICHÈ QUESTA ESPRESSIONE È RISERVATA AI SOLI LINGUAGGI DI ALTO LIVELLO (C++, JAVA, VISUAL BASIC ECC.). NEL LINGUAGGIO MACCHINA VIENE DEFINITO IL SET DI ISTRUZIONI FONDAMENTALI CHE UN PROCESSORE È IN GRADO DI ESEGUIRE. IL FUNZIONAMENTO DELLA CPU PUÒ ESSERE COSÌ SCHEMATIZZATO: LA CPU ESTRAE LE ISTRUZIONI DALLA MEMORIA LE CODIFICA E LE ESEGUE IL TRASFERIMENTO DI DATI AVVIENE MEDIANTE IL BUS DI SISTEMI TUTTE LE ELABORAZIONI DESCRITTE SI SUSSEGUONO IN MODO SINCRONO RISPETTO A UNO OROLOGIO DI SISTEMA CHIAMATO CLOCK DURANTE OGNI INTERVALLO DI TEMPO UNITÀ DI CONTROLLO STABILISCE LE OPERAZIONI DA ESEGUIRE

TIPI DI COMPUTER Computer in italiano significa elaboratore elettronico cioè un dispositivo capace di elaborare dati in Input e restituirne un elaborazione in Output. Esistono diversi tipi di computer a secondo del compito che devono svolgere, ma alcune caratteristiche accumunano tutti i computer. Un tipo di computer è la macchina di Turing cioè un macchinario immaginario in grado di manipolare i dati contenuti su un nastro di lunghezza infinita. Una prima distinzione può essere effettuata chiamando General Purpose i computer riprogrammabili dall’utente, Special Purpose i computer rappresentati da sistemi dedicati a una sola applicazione. Una seconda distinzione può essere effettuata distinguendo due tipi di computer General Purpose: monoutente oppure multiutente, a sua volta un computer monoutente può essere monotasking o multitasking.

MAINFRAME Sono computer utilizzati da grandi aziende consentono di gestire in maniera centralizzata tutte le risorse dei sistemi formati da una potente unità centrale.

SUPERCOMPUTER Sono computer speciali datati di elevatissima capacità di elaborazione utilizzano processori vettoriali (array CPU) oppure GPU e sono progettati per svolgere operazioni matematiche su più dati contemporaneamente.

MINICOMPUTER Sono di dimensioni paragonabili ad un armadio e molto simili ai mainframe ma possono essere collegati ad un numero inferiori di terminali.

I MICROCOMPUTER UN MICROCOMPUTER È FORMATO DA UN SINGOLO PROCESSORE CON UN INGOMBRO RIDOTTO. APPARTENGONO A QUESTA CATEGORIA DI COMPUTER I PERSONAL COMPUTER, LE CONSOLE PER VIDEOGIOCHI, I TABLET PC E GLI HOME COMPUTER.

Gli home computer Sono macchine a costo contenuto di utilizzo prevalentemente domestico.

I personal computer È un microcomputer destinato ad utilizzo personale, si distingue dagli home computer grazie ad una capacità di memoria ed una maggiore velocità di calcolo.

Le workstation Sono computer di tipo General Purpose è sono destinati per usi e compiti professionali perché adatti al calcolo e alla programmazione

I microcontrollori Sono veri e propri computer contenuti in un singolo circuito integrato dedicati ad una specifica applicazione (Special Purpose) in sistemi di tipo embeded. Sono contenuti in quasi tutti gli apparecchi elettrodomestici e solitamente eseguono lo stesso programma

I sistemi barebone Sono personal computer preassemblati pronti per ulteriori personalizzazioni da parte di rivenditori e non consentono aggiornamenti da parte dell’utente.