Architettura degli elaboratori parte 1

Corso di Laurea in
Biotecnologie
corso di
Informatica
Paolo Mereghetti
DISCo – Dipartimento di
Informatica, Sistemistica e
Comunicazione
Architettura degli
Elaboratori
Prima parte
Hardware e Software
•Hardware HW:
–componenti
fisici;
–circuiteria;
–periferiche;
–dispositivi
•Software SW:
–Programmi, dati
e informazioni
Programmi
• Algoritmo: “sequenza di passi che portano alla
realizzazione di un compito”
• Linguaggi di programmazione
– Linguaggio macchina
– Assembler
– Linguaggi ad alto livello
• Compilatori
• Interpreti
• Usando un LdP si descrive l’algoritmo che
l’elaboratore dovrà seguire per risolvere un
particolare problema
Una Definizione “Illuminata”
l’Hardware è la parte del
computer che puoi prendere a
calci;
il Software è quella contro cui
puoi solo imprecare
L’architettura di Von Neumann
• Prima proposta di architettura
di un elaboratore
• Risale al 1945
• Schema generale di tipo
funzionale del calcolatore
Architettura di Von Neumann
Unità
Centrale
Menoria
Centrale
Interfacce delle
Periferiche
BUS DATI
BUS CONTROLLO
BUS
BUS INDIRIZZI
LINEE DI SERVIZIO
(tensione, terra)
Memorie
• Sono descritte attraverso:
–
–
–
–
Qualità dei materiali
Tempi di accesso
Dimensione parole di memoria
Costo
Tipi di memoria
• Non Permanente: RAM
(Random Access Memory)
• Permanente: ROM (Read Only
Memory), memorie di massa
• Semi Permanente: PROM
(Programmable ROM) EPROM (Erasable PROM) 
livello Firmware
Memoria Centrale
• Detta anche “Principale”
• È organizzata in celle
• Ogni cella contiene una parola
(word)
• Ogni cella ha un indirizzo di
memoria
• Operazioni consentite: lettura e
scrittura
• Unità minima di memoria
– Bit: due stati (acceso/spento;
alto/basso; 0/1)
Memoria Centrale (2)
•Byte: una parola di 8 bit (b)
•Unità di misura multipli di
Byte (B):
–KiloByte (KB)  1024 B
–MegaByte (MB)  1024 KB
–GigaByte (GB)  1024 MB
–TeraByte (TB)  1024 GB
•Dimensione tipiche delle
parole:
8, 16, 32, 64 bit
Memoria RAM
• RAM (Random Access Memory):
tempo d’accesso uguale per tutte
le celle
• Basata su tecnologia elettronica
– Molto VELOCE
– COSTOSA
• Ogni bit è memorizzato attraverso
un componente di natura elettrica
(il livello di tensione rappresenta il
bit)
• Volatilità  Allo spegnimento
dell’elaboratore, si perdono tutti i
dati memorizzati
Memoria RAM
• Possimo distinguerle in base alla diversa
gestione del refresh delle celle:
– DRAM (Dynamic RAM); rinfrescata 100
volte al sec. per non perdere i dati
– SRAM (Static RAM); meno rinfreschi della
DRAM, più veloce, più costosa, per
memorie specializzate (memoria cache)
• Dimensioni della memoria:
– attualmente si misura in MB
– possibilità di estensioni
• Tempo d’accesso: ~50 nanosecondi
– (1ns è un miliardesimo di secondo)
Memoria ROM
• Statica
• Non modificabile (scritta
quando viene fabbricato il
circuito)
• Nei PC, il BIOS – Basic
Input/Output System (il
programma che viene
eseguito all’avvio del PC) è
contenuto in una memoria
“non volatile”