|
Architettura dell'elaboratore elettronico di gabri2k2 1. La macchina di Von Neumann. Tutti gli elaboratori elettronici, o computer, sono strutturati sulla base della cosiddetta macchina di Von Neumann; tale architettura prende il nome dal ricercatore americano che, nel corso della seconda guerra mondiale, indirizzò i suoi studi verso la realizzazione delle prime macchine per la gestione automatica dell'informazione. Il modello di Von Neumann prevede l'esistenza di: una unità di elaborazione centrale, dedicata alla esecuzione dei programmi; una memoria centrale, nella quale vengono memorizzati istruzioni e dati relativi al programma da eseguire; interfacce di collegamento con le periferiche. La interazione fra questi elementi è assicurata dal bus di sistema. È bene notare che nel modello di Von Neumann anche le memorie di massa sono da considerarsi come periferiche. Nella macchina di Von Neumann le informazioni vengono gestite dalla unità centrale di elaborazione che tramite il bus di sistema le indirizza verso la memoria o le periferiche. La fase di elaborazione dei dati è sincronica con la scansione temporale determinata dal cosiddetto orologio di sistema, e viene gestita da una parte della unità di elaborazione detta unità di controllo. Il modello di Von Neumann sta alla base della maggior parte degli elaboratori ma non è esente da difetti, primo fra tutti la rigida sequenzialità nella esecuzione delle operazioni da parte della unità centrale. Sono state introdotte, quindi, varie forme di parallelismo, che consentono la esecuzione contemporanea delle attività di elaborazione. 2. L'unità di elaborazione centrale. L'unità di elaborazione centrale è generalmente nota con il nome di CPU, dall'inglese Central Processing Unit, e costituisce il centro di controllo dell'elaboratore. La CPU è composta da vari elementi circuitali: - l'unità di controllo, responsabile del trasferimento e della decodifica delle istruzioni e dell'invio di segnali di controllo che influenzano la esecuzione delle istruzioni; - l'orologio di sistema (clock); - l'unità aritmetico-logica (ALU), che esegue operazioni di carattere numerico e logico; - il registro dati (RD), una unità di memoria di lunghezza h pari a quella di una cella di memoria, che viene utilizzato per il trasferimento delle informazioni; - il registro indirizzi (RI), che consente la localizzazione delle celle di memoria; se la lunghezza del registro indirizzi è di k bit si possono indirizzare 2k celle di memoria, i cui indirizzi saranno compresi nell'intervallo [0..2k-1]; - il registro istruzione corrente (RIC), lungo h bit, che contiene istante per istante l'istruzione in esecuzione; - il contatore di programma (PC), lungo k bit, che contiene l'indirizzo della prossima istruzione da eseguire; - il registro interruzioni (RINT), che contiene informazioni sullo stato di funzionamento delle periferiche; - registri che contengono operandi e dati elaborati dalla ALU; - registri di lavoro: celle di memoria ad accesso estremamente rapido contenenti istruzioni o dati di uso frequente;di un valore numerico all'insieme dei numeri utilizzabili. |
|
Questo sito è stato ottimizzato per la visualizzazione con Internet Explorer 6 alla risoluzione di 800x600 pixel. Le immagini ed i marchi citati sono copyright dei rispettivi titolari. |
