Architettura degli elaboratori

I blocchi fondamentali dell’elaboratore
Architettura degli
elaboratori
Memoria
Unità
uscita
Unità
ingresso
Unità
elaborazione
Prof. Marco Mezzalama
Prof. Marco Mezzalama
I blocchi fondamentali
I blocchi fondamentali dell’elaboratore
Memoria centrale
(RAM)
CD-ROM
Memoria di massa
(dischi)
Memoria
Unità
uscita
Unità
ingresso
MODEM
Unità
elaborazione
Prof. Marco Mezzalama
HARD DISK
3.5” FLOPPY
Prof. Marco Mezzalama
RAM
Chip
CPU
microprocessore
PIASTRA MADRE
Scheda video
Scheda rete LAN
Chip:
circuito integrato, microcircuito,
componente elettronico contenente
al suo interno moltissimi transistor
Scheda audio
Prof. Marco Mezzalama
Prof. Marco Mezzalama
TRANSISTOR
Prof. Marco Mezzalama
Prof. Marco Mezzalama
Chip
Processori
La tecnologia del PC
Memorie di massa
Componenti interni
Bus
Memoria centrale
Comunicazioni
Periferici di input
Il chip sta al calcolatore
come il mattone sta alla casa
Unità video
Periferici di stampa
Multimedia
Prof. Marco Mezzalama
Prof. Marco Mezzalama
ROM
RAM
programmi permanenti Memoria programmi dati
centrale
Architettura di un elaboratore
L’imperatore
SONO IO !
Dispositivi
di input
CPU
CPU
Microprocessore
Microprocessore
Memoria di
massa
Prof. Marco Mezzalama
CPU
Dispositivi
di uscita
• La CPU controlla tutte le operazioni di un
elaboratore
• Le operazioni possono essere:
– interne alla CPU (somma)
– esterne: trasferimenti da/per memoria/IO
Prof. Marco Mezzalama
Il ciclo base di un elaboratore
La CPU
(Central Processing Unit)
Reset
Registri
(Memoria locale)
Unità aritmetica
(ALU)
Preleva una istruzione dalla memoria RAM
Interpreta l’istruzione
Unità
di controllo
Esegue l’istruzione
Prof. Marco Mezzalama
Prof. Marco Mezzalama
I chip fondamentali
Esecuzione
Fetch
Decodifica
F D E F D E F D E F D
E
{{{{ {
i -1
i
i+1
Istruzione
i-esima
Prof. Marco Mezzalama
i+2
microprocessore
t
i+3
Memoria centrale - RAM
Prof. Marco Mezzalama
Clock
Microprocessore
Un microprocessore è un circuito (chip) ad
altissimo grado di integrazione in cui risiedono
tutte le funzioni tipiche di una CPU
Interfaccia
ALU
400MHz
verso
Unità
di
controllo
Unità di Unità di Unità di
decodif. gestione gestione
istruz.
indirizzi
BUS
ALU
Registri
ABUS
DBUS
CBUS
BUS
100MHz
Registri
UNITA’ ESECUTIVA
Prof. Marco Mezzalama
Prof. Marco Mezzalama
La potenza della sabbia(silicio)
La potenza della sabbia
...ovvero: l’evoluzione dei microprocessori
...ovvero: l’evoluzione dei microprocessori
n transistori
per chip
n transistori
per chip
Ho sempre pensato
che la sabbia servisse solo
per farci sopra la pipì!
• 1 milione di addizioni
al secondo
• 30.000 transistor
Pentium II
8086
1980
Prof. Marco Mezzalama
Ho sempre pensato
che la sabbia servisse solo
per farci sopra la pipì!
8086
1998
anni
1980
Prof. Marco Mezzalama
1998 anni
La potenza della sabbia
...ovvero: l’evoluzione dei microprocessori
n transistori
per chip
Clock
(ovvero la frequenza di lavoro della cpu)
PENTIUM II
• 1 miliardo
di addizioni
Ho sempre pensato
al la
secondo
che
sabbia servisse solo
• 7.000.000
transistor.
per farci sopra
la pipì!
PentiumII 400 MHz
• 1 milione di addizioni
al secondo
Pentium II
• 30.000 transistor
Le pulsazioni del cuore del
ragnetto sono misurate
in MHz (mega Hertz)
8086
1998 anni
1980
Prof. Marco Mezzalama
Prof. Marco Mezzalama
Microprocessori INTEL 80x86
Microprocessori INTEL 80x86
1993
Pentium
MIPS: 100+ (66 MHz)
Transistors: 3.000.000+
1989
80486
MIPS: 41 (50 MHz)
Transistors: 1.200.000
1985
80386
MIPS: 11 (33 MHz)
Transistors: 275.000
1982
80286
MIPS: 3 (12 MHz)
Transistors: 134.000
1979
8088/8086
MIPS: 0.33 (5 MHz)
Transistors: 29.000
Prof. Marco Mezzalama
Merced - IA 64
1998
Pentium II
64 bit - 450 MHz
Transistors: 7.000.000+
1995
Pentium PRO
64 bit - 200 MHz
Transistors: 7.000.000+
1993
Pentium
32 bit - (166 MHz)
Transistors: 3.000.000+
Prof. Marco Mezzalama
Specialisti o generalisti
Sono un
generalista
come un Pentium!
La memoria RAM
Gli specialisti:
I bit li voglio
nella RAM !
Contengo i dati ed
i programmi
in esecuzione
Pentium
DSP
(Digital Signal Processing)
CPU
Microprocessore
grafico
Prof. Marco Mezzalama
Prof. Marco Mezzalama