Luglio 2004 Generalità Hardware 1

Generalità Hardware

Luglio 2004

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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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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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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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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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