Architettura PC

UNITA’
DI INPUT
ALU
CPU
UC
REGISTRI
MEMORIA CENTRALE
RAM
ROM
MEMORIE DI MASSA
UNITA’
DI
OUTPUT
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
ALU
Control Unit
Aritmetic Logic Unit
E’ l’ unità di elaborazione, detta anche
unità aritmetico-logica, in grado di
eseguire le operazioni richieste.
SEGNALI DI
CONTROLLO
DATI IN USCITA
E’ l’ unità di governo,
detta anche unità di
controllo, che stabilisce
quali operazioni debbano
essere eseguite
OPERAZIONI DA
ESEGUIRE
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
ROM
Random Acess Memory
Read Only 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.
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.
Si dice che la RAM
costituisce una memoria
volatile, perché se si
spegne il computer tutto il
suo
contenuto
viene
perduto.
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
OUTPUT
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.
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 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.
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.
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)
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.