Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia 1 UNIVERSITA STUDI DI ROMA FORO ITALICO Corso di Laurea Triennale INFORMATICA Lez3 Lez. 3

Univ. Studi di Roma FORO ITALICO Prof. Stefano Razzicchia 1

UNIVERSITA’ STUDI DI ROMAUNIVERSITA’ STUDI DI ROMA“FORO ITALICO”“FORO ITALICO”

Corso di Laurea TriennaleCorso di Laurea Triennale

INFORMATICAINFORMATICA

LezLez. 33


Struttura logica del computer

Von Neumann (metà anni ’40)


Struttura logica del computer: le memorie

La memoria è la base

sulla quale vengono

registrati i dati su cui

operare e le istruzioni

al momento

dell’esecuzione del

programma.


Struttura logica del computer: la Memoria Centrale

Detta anche MemoriaPrincipale o

MemoriaVeloce,è costituita da duecomponenti:

• la RAM• la ROM


• (Random Access

Memory), memoria ad

accesso diretto. Registra i dati

e le istruzioni del programma

al momento dell’esecuzione. È’

una memoria volatile: dati e

istruzioni vengono persi

quando viene interrotta

l’alimentazione elettrica, a

seguito dello spegnimento del

computer.

• (Read Only Memory),

memoria di sola lettura.

Memorizza i programmi di

servizio per le funzioni base del

computer (Firmware) che

consente al personal computer

di eseguire le funzioni

fondamentali come

l’avviamento del software di

base (ROM-BIOS, ovvero Read

Only Memory - Basic Input

Output System). Questa

memoria non è volatile.

RAM ROM


Interpreta ed esegue le istruzioni.

È costituita da un microprocessore, ossia un insieme di circuiti elettronici miniaturizzati.

Struttura logica del computer: CPU (Central Processing Unit) o UCE (Unità Centrale di Elaborazione)


CPU (Central Processing Unit)


Struttura logica del computer: Sistema Centrale

+=

Sistema Centrale


Unità di Input - macchine o dispositivi che permettono di introdurre dati nel computer.

Unità di Output -

macchine o dispositivi che permettono di ricevere dati dal computer.

Struttura logica del computer:Unità periferiche


I dati e le istruzioni dell’elaborazione vengono trasmessi tra Memoria e:

• Unità Centrale di Elaborazione • Unità Periferiche (sotto il controllo della CPU)


Per svolgere queste funzioni la CPU utilizza:

• l’Unità Logico-Aritmetica (ALU, Arithmetic Logic Unit), che esegue le istruzioni logiche e di calcolo;

• l’Unità di controllo, che sovraintende alle operazioni di ingresso e di uscita dei dati.


Le singole istruzioni sono costituite da:

• un Codice operativo, che indica il tipo di operazione che deve essere eseguita; le istruzioni possono riguardare il calcolo, la lettura e la scrittura, il confronto di dati e il trasferimento dell’esecuzione a un punto diverso del programma, il trasferimento di dati in memoria.

• uno o più Operandi, che danno gli indirizzi di memoria dei dati da elaborare e di dove memorizzare risultati ottenuti.


Prestazioni di un computer

Le prestazioni dell’elaboratore dipendono:

• dalla velocità dell’unità centrale di elaborazione;

• dalla capacità della memoria centrale di gestire programmi costituiti da un elevato numero di istruzioni;

• dalla velocità di accesso alle memorie di massa;

• dall’eventuale frammentazione dei dati su disco;• dalla disponibilità di schede grafiche (se richieste dal

sistema);

• dalla disponibilità di acceleratori per le operazioni di calcolo;

• dall’ utilizzo contemporaneo di più programmi, multiprogrammazione o multitasking.


Quando, su un disco magnetico, i files vengono scritti

e cancellati di continuo, come avviene normalmente, i files

si frammentano, cioe' invece di essere registrati tutti di fila,

cominciano a essere registrati in ogni spazio libero del disco.

L'attivita' di deframmentazione ottimizza i file e lo spazio

a disposizione, e sarebbe buona norma eseguirla sovente,

per avere un sistema piu' efficiente.

Frammentazione e deframmentazione


La velocità dell’Unità Centrale di

Elaborazione si misura in MIPS (milioni di

istruzioni al secondo) ed è proporzionale alla

velocità del Clock di Sistema, un orologio che sincronizza

l’esecuzione delle istruzioni.

La velocità del clock si misura in Mhz (milioni di

cicli al secondo) o Ghz (miliardi di cicli al

secondo)

Prestazioni di un computer:unità di misura


Nel computer la memorizzazione dei dati si basa sul sistema digitale binario:

• digitale perché all’interno dell’elaboratore tutto viene rappresentato con numeri, cifre (in inglese: Digit),

• binario perché si usa un sistema di numerazione su base 2, quindi con l’utilizzo di due sole cifre (0 e 1).

• L’unità di rappresentazione minima è il bit (Binary Digit = cifra binaria).

Memorizzazione dati


I bit vengono raggruppati in byte di 8 bit. Ogni byte è in grado di rappresentare256 (= 28) combinazioni diverse.

• bit • byte = 8 bit • KB (kilobyte) = 2 alla 10 byte = 1024 byte • MB (Megabyte) = 2 alla 10 KB = 1024 Kilobyte • GB (Gigabyte) = 2 alla 10 MB = 1024 Megabyte • TB (Terabyte) = 2 alla 10 GB = 1024 Gigabyte

Memorizzazione dati


• Il carattere è l’unità minima di registrazione e occupa 1 byte.

Esempi di caratteri sono:

• S • 3 • /

Memorizzazione dati


• Il campo è un insieme di caratteri che rappresentano un dato. Occupa alcuni byte.

Esempi di campi sono:

• Cognome • Età • Data fattura.

Memorizzazione dati


• Il record è un insieme di campi che costituiscono un’informazione unitaria. Occupa decine o centinaia di byte.

Un esempio di record può essere dato dalla seguente sequenza di campi:

• Cognome, Nome, Indirizzo, Città.

Memorizzazione dati


• Il file è l’insieme dei record omogenei, cioè aventi la stessa struttura. Può occupare da pochi kilobyte a qualche gigabyte.

• La cartella o directory è un insieme di file al quale viene dato un nome simbolico, che ne facilita la ricerca.

Memorizzazione dati


Quiz


Quale è la maggiore tra le seguenti unità di memoria?

a.Mbyteb.Gbytec.Tbyted.Kbyte

Il termine ROM indica:

a.Random Optical Memoryb.Random Only Memoryc.Read Only Memoryd.Read Optical Memory


Quale è il compito della ALU?

a. Eseguire le operazioni di calcolo, logiche e di confronto tra dati

b. Controllare eventuali errori dell’hardwarec. Controllare il funzionamento della memoriad. Controllare le operazioni di input e output

In un byte può essere memorizzato:

a. Un carattereb. Alcuni caratteric. Un campod. Un record


Un record è un insieme di:

a. Campib. Comandic. Istruzionid. Funzioni

Durante il funzionamento del computer,nella RAM sono presenti:

a. Il BIOSb. Solo il Supervisorec. Solo i programmi applicativid. Il Supervisore e i programmi applicativi

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