● 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.

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.

CPUMemori

aI/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