L' ARCHITETTURA DI VON NEUMANN

Presentazione sul tema: "L' ARCHITETTURA DI VON NEUMANN"— Transcript della presentazione:

1 L' ARCHITETTURA DI VON NEUMANN
CPU ALU UC REGISTRI UNITA’ DI INPUT UNITA’ DI OUTPUT MEMORIA CENTRALE RAM ROM MEMORIE DI MASSA

2 OPERAZIONI DA ESEGUIRE
LA CPU L’ unità centrale di elaborazione o CPU (Central Processing Unit) è il dispositivo che esegue materialmente le operazioni logiche, aritmetiche e di trasferimento sui dati secondo l’ algoritmo richiesto. Si può considerare come costituita da una unità di elaborazione e un’ unità di governo. Essa svolge all’ interno del computer le funzioni di processore e deve contenere elementi di memoria e dispositivi in grado di eseguire le operazioni elementari, aritmetiche e logiche. Tra gli elementi di memoria i più importanti sono i registri, cioè sequenze di celle nelle quali si può leggere e scrivere, usati per memorizzare dati e risultati delle operazioni, nonché io codici operativi del linguaggio macchina. DATI IN INGRESSO CU Control Unit E’ l’ unità di governo, detta anche unità di controllo, che stabilisce quali operazioni debbano essere eseguite ALU Aritmetic Logic Unit E’ l’ unità di elaborazione, detta anche unità aritmetico-logica, in grado di eseguire le operazioni richieste. SEGNALI DI CONTROLLO OPERAZIONI DA ESEGUIRE DATI IN USCITA

3 LA MEMORIA CENTRALE RAM ROM Random Acess Memory Read Only Memory
La memoria centrale è un dispositivo elettronico in grado di memorizzare istruzioni e dati codificati in forma binaria. Materialmente è costituita da uno o più chip. Tra le memorie di tipo elettronico usate nei calcolatori è importante distinguere tra ROM e RAM. La memoria centrale deve contenere necessariamente dispositivi del secondo tipo,in quanto su di essa occorre poter sia leggere le informazioni che scriverne di nuove. La funzione della memoria centrale all’ interno del sistema di elaborazione è di fornire alla CPU le operazioni da eseguire e i dati su cui eseguirle. RAM Random Acess Memory La RAM è composta da un gran numero di oggetti elettronici detti bistabili, ciascuno dei quali memorizza un singolo bit. Ognuno di questi dispositivi ordina una superficie dell’ ordine di frazioni di millesimo di millimetro quadrato ed è in grado di assumere uno tra due stati stabili, non soggetti cioè a variazioni in assenza di stimoli esterni, come un interruttore a due posizioni. Si dice che la RAM costituisce una memoria volatile, perché se si spegne il computer tutto il suo contenuto viene perduto. ROM Read Only Memory Le memorie ROM vengono usate diffusamente in tutti quei casi in cui non serva modificare il contenuto della memoria: tipicamente contengono le istruzioni per la fase detta di bootstrap, ovvero di accensione e avvio del sistema. Esse, inoltre, contengono programmi in linguaggio macchina eseguiti spesso per la gestione standard dei dispositivi quali video, tastiera, porte di input/output, oppure tabelle matematiche utilizzate dall’ unità aritmetico-logica della CPU per svolgere operazioni aritmetiche di base e quindi di frequente consultazione.

4 LE UNITA' DI INPUT E OUTPUT
Le unità di ingresso/uscita dei dati (Input/Output) indicate comunemente come unità di I/O, consentono l’ acquisizione dall’ esterno dei dati che devono essere elaborati dal sistema e la comunicazione verso l’ esterno de risultati dell' elaborazione. INPUT Input significa letteralmente messo dentro. Con questo termine si indicano tutti i componenti del computer (quali tastiera, video, mouse ecc) che inviano dall’ esterno all’ interno del computer dati che vengono poi elaborati dal sistema. L’ unità di output standard è la tastiera (in inglese keyboard) che forma, insieme al video,il posto da lavoro, detto terminale, che collega l’ utente a un sistema di elaborazione di medie e grandi dimensioni. OUTPUT Output significa letteralmente messo fuori e indica tutti i componenti che permettono al sistema di comunicare all’ esterno i risultati dell’ elaborazione L’ unità di output standard è il video (in inglese display o monitor). Oltre al video, l’ unità output più usata è la stampante (in inglese printer), un’ apparecchiatura per riprodurre i caratteri di risultati e messaggi su carta.

5 LE MEMORIE DI MASSA Le memorie di massa sono i supporti che servono per registrare archivi di dati, testi, e programmi. Sono memorie permanenti ovvero le informazioni in esse contenute possono permanere indipendentemente dal fatto che l’ unità sia accesa o spenta. Sulle memorie di massa possono essere fatte operazioni di input, quando si leggono i dati memorizzati sul supporto, e operazioni di output, quando si registrano i nuovi dati. Le memorie di massa sono caratterizzate da alcuni caratteri fondamentali: il tempo di accesso (access time), espresso con i sottomultipli del secondo la capacità, espressa in numero di byte e misurata con i suoi multipli la velocità di trasferimento dei dati, misurata in KByte per secondo (KBps) o MByte per secondo (MBps)

6 COME VIAGGIANO LE INFORMAZIONI ALL' INTERNO DEL COMPUTER
Il collegamento fisico tra le varie unità di un computer è realizzato da un insieme di linee, dette bus. Un bus è costituito da una serie di collegamenti hardware, uno per bit, su cui viaggiano tutti i dati che vengono scambiati tra l’ unità centrale, la memoria e le unità di input/output. In un sistema di elaborazione si trovano tre bus principali: il bus degli indirizzi, che trasporta l’ indirizzo necessario per reperire una cella di memoria un’ unità di I/O. il bus dei dati, che viene utilizzato per lo scambio di informazioni tra i vari dispositivi. il bus di controllo, che è utilizzato per sincronizzare la trasmissione e per permettere lo scambio di segnali di controllo tra le varie unità.