ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI

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.).

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

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. 4

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.

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).

La scheda madre

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

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.

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.

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.

Gerarchia delle memorie registri della CPU cache RAM hard disk nastri

Le memorie Memora centrale o principale Memorie di massa

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).

Le memorie di massa Principali memorie di massa: Nome Capacità Floppy disk 1,44 MiB CD-ROM , CD-R e CD-RW 650-700 MiB DVD Da 4,7 GiB a 17 GiB HD Centinaia di GiB Blu-ray disk 54 GiB Memorie USB Fino a 128 GiB Memorie SD Fino a 256 GiB

L’hard disk

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

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.

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

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). Classe Velocità minima di scrittura Classe 10 10 MB/s Classe 6 6 MB/s Classe 4 4 MB/s Classe 2 2 MB/s