Componenti e Architetture HW
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Componenti e Architetture HW Prof. Maurizio Naldi A.A. 2015/16 Componenti di un sistema di elaborazione 1. Hardware – indica l’insieme dei componenti materiali (CPU, memoria, dispositivi di I/O). 2. Sistema Operativo – software di base che controlla e coordina l’uso dell’hardware tra le varie applicazioni dei vari utenti (e.g., Windows, Mac OS, iOS, Android) 3. Programmi applicativi – software che utilizza le risorse del sistema per risolvere i problemi degli utenti (e.g., compilatori, database, video game, programmi di gestione) 4. Utenti (persone, macchine, altri computer) Funzioni di un calcolatore All’interno di un calcolatore si svolgono varie funzioni, classificabili nelle categorie seguenti: • Elaborazione dati • Memorizzazione dati (temporanea e/o permanente) • Trasferimento dati da/verso esterno (I/O mediante periferiche e trasmissione dati) • Controllo Macchina di von Neumann • J o h n v o n N e u m a n n , (Budapest,1903 – Washington, 1957), è stato un matematico e informatico ungherese naturalizzato statunitense. • Nel 1952 definì per la prima volta in modo rigoroso il concetto di elaboratore elettronico a programma memorizzato - la cosiddetta macchina di von Neumann Architettura della macchina di von Neumann Caratteristiche architettura a bus • Semplicità • Estendibilità • Standardizzabilità • Lentezza • Sovraccarico della CPU L’architettura di un computer in pratica Componenti della scheda madre CPU (Processore) Plug per dispositivi I/O Slots per interfacce Memoria dinamica RAM Unità di controllo Memoria di sistema permanente ROM 7 I componenti “esterni” di un Pc PC scanner microfono stampante Output Input mouse altoparlanti memoria permanente tastiera USB Drive cd, dvd video All’interno di un PC case motherboard La CPU Capacità di elaborazione Ø Ø Ø L’esecuzione delle operazioni è regolata da un orologio (clock) ad altissima frequenza: Ø ~ 1 GigaHertz ⇒ ciclo 0.000000001sec. ⇒ Le moderne CPU hanno più core (unità di calcolo) Ø Miliardi (109) di operazioni aritmetiche al secondo Ø Unità di misura delle prestazioni Ø MIPS (Milioni di istruzioni al secondo) Ø MFLOPS (Milioni di istruzioni tra numeri “reali” al secondo, FLoating point OPerations, in virgola mobile) I supercomputer hanno ormai prestazioni nell’ordine dei Peta FLOPS: 1015 FLOPS. Evoluzione dei processori 1993 60-300 MHz 1981 4,8 MHz Intel Pentium Intel 8086 1982 6-20 MHz Intel 80286 Intel Pentium 2 1999 450-1100 MHz 1985 16-40 MHz Intel Pentium 3 Intel 80386 1989 25-133 MHz Intel 80486 1997 66-400 MHz 2000 1.3-3.8 GHz Intel Pentium 4 Evoluzione dei processori 2006 1.4-2.8 GHz 2001 0.65-2.25 GHz Intel Pentium Dual Core AMD Athlon XP 2004 1.4-2.3 GHz AMD Athlon 64 2008 2.66-3.2 GHz Intel Core i7 2010 ~1.2 GHz (480 core) 2005 2.66-3.73 GHz NVIDIA Fermi/Tesla Intel Pentium D 2012 ~0.9 GHz 2688 core 2006 1.8-3.2 GHz Intel Core 2 NVIDIA Kepler 2012 ~2.0 GHz 64 core Intel MIC
