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
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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
