Luglio 2004Generalità Hardware1 Luglio 2004. Generalità Hardware2 MACCHINA DI VON NEUMAN (1947)...
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Luglio 2004 Generalità Hardware 1
Generalità Hardware
Luglio 2004
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Luglio 2004 Generalità Hardware 2
MACCHINA DI VON NEUMAN (1947)MACCHINA DI VON NEUMAN (1947)
BUS
ProcessoreProcessore
Elaborazione
Controllo
Memoria
Ingresso
Uscita
I chip del/i processore/i e delle memorie sono alloggiati sulla scheda madre tramite connettori chiamati socket
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Luglio 2004 Generalità Hardware 3
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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Luglio 2004 Generalità Hardware 4
FUNZIONI SVOLTE DAL PROCESSORE
1. Elaborazione di dati
2. Memorizzazione di dati
3. Trasferimento di dati
4. Controllo
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Luglio 2004 Generalità Hardware 5
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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Luglio 2004 Generalità Hardware 6
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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Luglio 2004 Generalità Hardware 7
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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Luglio 2004 Generalità Hardware 8
Un BYTEBYTE è un raggruppamento di 8 bits
Con 8 bits posso rappresentare 28 combinazioni
00000000000000010000001000000011...11111111
0123
255 28-1
In generale con K bits posso rappresentare 2k numeri
da 0 a 2k -1
LA MEMORIA CENTRALE (Cont.3)
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Luglio 2004 Generalità Hardware 9
Una PAROLA (o word) è un raggruppamento di più bytes
Es. 2 bytes 16 bits
4 bytes 32 bits
8 bytes 64 bits
LA MEMORIA CENTRALE (Cont. 4)
………
parola
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Luglio 2004 Generalità Hardware 10
CHIP (o die)
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Luglio 2004 Generalità Hardware 11
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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Luglio 2004 Generalità Hardware 12
PRODUZIONE DEI CHIP