Larchitettura di Von Neumann CPU RAM Mem second I/O bus

RAM = Random Access Memory memoria ad accesso casuale Nella RAM, come ovunque in un computer, le informazioni sono rappresentate con sequenze di 0 e di 1. Numeri binari. La RAM quindi è fatta per contenere tali numeri. un bit può contenere o 0 o 1 un byte è una sequenza di 8 bits una parola consiste di 4 bytes

quindi la RAM è una sequenza di bytes byte da cui si leggono ed in cui si scrivono singoli byte o blocchi di 4 bytes consecutivi: le parole. bit parola

Indirizzamento di byte e parole byte parola in binario

unità di misura della RAM 1 Kilo byte: 2 10 = 1024 bytes, Mega byte: 2 20 = bytes, Giga byte 2 30 = bytes, Tera byte 2 40 = bytes, 10 12

RAM accedere ad ogni byte ha la stessa durata (10 -7 sec): non dipende da quale byte è stato acceduto prima è volatile: se tolgo la spina linformazione è persa (cè anche la ROM) ogni byte ha un indirizzo 0,1, il byte è la minima quantità accessibile (attraverso il suo indirizzo) Caratteristiche della RAM

La CPU: unità centrale di calcolo: bus RAM ALU CI1CI1 CI2CI2 CIkCIk P IP RC CPU R0R0 RnRn registri di calcolo esegue programmi che sono nella RAM

La CPU esegue continuamente il ciclo ADE=Access/Decode/Execute Access: preleva dalla RAM la prossima istruzione da eseguire (lindirizzo è in P, listruzione viene messa in IP) Decode: decifra il codice dellistruzione I che si trova memorizzata in IP Execute: la esegue attivando il circuito C I

Memoria Secondaria: è permanente dischi fissi, floppy, nastri magnetici, CD accesso sequenziale o misto (il tempo varia a seconda dellaccesso precedente) è adatta per leggere/scrivere grandi quantità di dati (in posizioni contigue)

I/O = Input/Output Dispositivi di comunicazione utente computer. In un personal computer: Input = tastiera output = video / stampanti velocità diverse e molto minori delle altre parti del computer (decimi di sec)

I dati fondamentali sono: INTERI, REALI e CARATTERI Il computer ha memoria finita e quindi linsieme dei numeri interi rappresentabili, quello dei numeri reali rappresentabili e quello dei caratteri rappresentabili sono necessariamente finiti. Rappresentazione dei dati nella RAM

Gli interi nel computer e i negativi ? Generalmente gli interi occupano una parola di 32 bit: in tutto 2 32 numeri distinti. Con n bit b n-1 …b 1 b 0 si rappresentano interi positivi da 0 a 2 n -1:

Riserviamo il primo bit per il segno: 0 = positivo 1 = negativo. I numeri positivi rappresentabili sono quelli compresi tra 0 e 2 n-1 -1 Vi sono due modi per rappresentare i numeri negativi detti rispettivamente rappresentazione con complemento a 1 e con complemento a 2.

Complemento a uno Si complementa a 2 n -1 il valore assoluto del numero. Esempio con n = 6 bit: la rappresentazione di –10 è: = = in binario

Problemi: 2 rappresentazioni per lo 0: +0 e – = = in binario complicata realizzazione delle operazioni aritmetiche Concludendo: con n = 6 si rappresentano i numeri: positivi negativi Rappr. Numero

Complemento a due Si complementa il valore assoluto del numero a 2 n invece che a 2 n -1. Esempio con n = 6 bit: la rappresentazione di –10 è: = = in binario

Complementando 0 si ottiene ancora = ha gli ultimi 6 bit uguali a 0 in binario = Complementando 54 (che rappresenta –10) si ottiene = ha il bit 5 uguale a 0(positivo) in binario =

Complementando 32 (che rappresenta –32) si ottiene = ha il bit 5 uguale a 1(negativo) in binario = Concludendo: con n = 6 si rappresentano i numeri: positivi negativi Rappr. Numero

In generale: con n bits positivi n-1 -1 negativi -2 n

La somma è semplice (n = 6) = Somma di numeri positivi: in binario = riporto I due ultimi riporti sono uguali

Somma di numeri negativi: (-10)+(-12) = = =42 bit di overflow = complemento = 22 verifica = 42 in binario = riporto I due ultimi riporti sono uguali

54+ 12= Somma con un numero negativo (-10) = = 2 in binario = riporto I due ultimi riporti sono uguali

27+ 12= Risultato troppo grande = = 39 = -25 errore di overflow in binario = riporto I due ultimi riporti sono diversi