architettura neumann sistema operativo

Descrivere l’architettura della macchina di von Neumann e del sistema operativo.
La macchina di von Neumann è composta da quattro tipologie di componenti fondamentali:
1)L’unità centrale di elaborazione o CPU è in grado di eseguire istruzioni per l’elaborazione dei dati e svolge
anche funzioni di controllo.
2)La memoria centrale, memorizza e fornisce l’accesso a dati e programmi.
3)interfacce di ingresso e uscita che sono le componenti di collegamento con le periferiche del calcolatore.
4)Il bus che svolge la funzionalità di trasferimento dei dati e informazioni di controllo tra le varie
componenti.
La CPU controlla l’esecuzione di un programma eseguendo ordinatamente le istruzioni del programma.
L’esecuzione di ciascuna istruzione avviene mediante lo svolgimento di tre operazioni di base:
1)Fetch, legge dalla memoria la prossima istruzione da eseguire.
2)Decode, determina il tipo di istruzione da eseguire.
3)Execute, richiede lo svolgimento di tutte le azioni necessarie per l’esecuzione dell’istruzione.
La CPU contiene un numero limitato di celle di memoria chiamate registri ognuna con scopi specifici.
PC (process counter) indirizzo della prossima istruzione da eseguire.
IR (istruction register) istruzione che deve essere eseguita.
MAR (memory address register) indirizzo della cella di memoria che deve essere acceduta o memorizzata.
MDR (memory data register) dato che è stato acceduto o deve essere memorizzato.
PSW (process status word) contiene informazioni circa l’esito della prossima istruzione eseguita.
Lo scopo fondamentale di un calcolatore è di permettere l’elaborazione di informazioni che sono sotto
forma di dati che sono in codice binario. Il trattamento dei dati prevede la loro: acquisizione,
memorizzazione, elaborazione e trasferimento.
I sistemi operativi hanno una struttura complessa che può essere descritta in modo gerarchico: nucleo,
gestore della memoria, gestore delle periferiche, gestore dei file, interprete dei comandi.
Il nucleo è responsabile della gestione del processore e ha il compito di ripartire il tempo di calcolo tra i vari
processi realizzando così la multiprogrammazione.
Il gestore della memoria consente l’allocazione dinamica della memoria centrale ai processi.
Il gestore delle periferiche adatta la modalità d’uso delle singole periferiche a quello di poche tipologie di
periferiche virtuali.
Il file system gestisce e organizza le informazioni nelle memorie di massa. Le informazioni vengono
distribuite in file cartelle e volumi.
L’interprete dei comandi è l’interfaccia utente del sistema operativo, definisce i comandi che possono
essere utilizzati dall’utente e può essere basato su un interfaccia grafica o interfacci a caratteri. L’elemento
principale dell’interfaccia grafica è il desktop sul quale riposano file e cartelle che corrispondono ai dati
presenti sul disco rigido. L’interfaccia a caratteri consente di interagire con il sistema operativo scrivendo e
leggendo delle sequenze di caratteri.