Generalità Hardware
Luglio 2004
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MACCHINA DI VON NEUMAN (1947)
BUS
Controllo
Ingresso
Memoria
Elaborazione
Uscita
Processore
I chip del/i processore/i e delle memorie sono alloggiati sulla scheda
madre tramite connettori chiamati socket
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IL PROCESSORE
(o CPU – Central Processing Unit)
Esegue i programmi contenuti nella memoria.
E’ costituito da due parti:
• ALU (Aritmetic – Logic Unit) esegue i calcoli matematici e le
operazioni logiche su numeri binari
• Unità di controllo: preleva le istruzioni dalla memoria (operazione
di fetch) e le esegue, coinvolgendo le altre unità e controllando
tutto il funzionamento di tutto il sistema
Le operazioni della CPU sono temporizzate da un orologio (clock)
la cui frequenza viene misurata in milioni di cicli al secondo (MHz)
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FUNZIONI SVOLTE DAL PROCESSORE
1.
Elaborazione di dati
2.
Memorizzazione di dati
3.
Trasferimento di dati
4.
Controllo
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LA MEMORIA CENTRALE
(principale o primaria)
• Utilizza normalmente le tecnologie a microprocessore
• Contiene i programmi e i dati nel momento in cui devono essere
elaborati
• E’organizzata in celle che contengono una sequenza di “granuli
bistabili” (bit – binary digit); ogni bit può rappresentare l’informazione 0
/ 1 tramite un diverso stato elettrico
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LA MEMORIA CENTRALE (Cont. 1)
(principale o primaria)
• RAM (random access memory) memoria ad accesso casuale: il
processore identifica le celle (raggruppate in byte) tramite
indirizzi preassegnati che ne specificano la posizione.
Memoria volatile: i dati vengono persi quando il computer viene
spento.
La memoria si presenta quindi come un enorme vettore (stringa
ordinata di elementi detti byte ciascuno individuabile con un
indirizzo).
• CACHE RAM: memoria RAM molto veloce, integrata nel
microprocessore, che contiene i dati e le istruzioni utilizzate più
frequentemente
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LA MEMORIA CENTRALE (Cont. 2)
(principale o primaria)
• ROM (Read Only Memory): memoria permanente, di sola lettura,
presente sulla scheda madre, che contiene le istruzioni di base da
“caricare” nella CPU all’avvio del sistema.
• EPROM (Eresable Programmable ROM): può essere cancellata in
particolari condizioni
• MRAM (Magnetic RAM): nuova generazione di memoria che utilizza,
per conservare le informazioni, le proprietà del magnetismo, invece di
una serie di impulsi elettrici.
La realizzazione è alquanto difficoltosa: il processo produttivo è
totalmente differente rispetto a quello impiegato per i chip di silicio.
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LA MEMORIA CENTRALE (Cont.3)
Un BYTE è un raggruppamento di 8 bits
Con 8 bits posso rappresentare 28 combinazioni
00000000
00000001
00000010
00000011
.
.
.
11111111
0
1
2
3
255
28-1
In generale con K bits posso rappresentare 2k numeri
da 0 a 2k -1
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LA MEMORIA CENTRALE (Cont. 4)
Una PAROLA (o word) è un raggruppamento di più bytes
Es.
2 bytes 16 bits
4 bytes 32 bits
8 bytes 64 bits
………
parola
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CHIP (o die)
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IL SILICIO
E’ un semiconduttore.
Opportunamente trattato può comportarsi come:
• un ottimo conduttore elettrico
• un ottimo isolante elettrico
• un’area che può condurre oppure non condurre sotto particolari
condizioni (analogamente a un interruttore o a un transistor)
Un circuito VLSI è una combinazione di milioni di conduttori,
isolanti ed interruttori realizzati all’interno di un frammento
di silicio (chip)
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PRODUZIONE DEI CHIP
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