20090213 Cattaneo Architettura Degli Elaboratori P1

Informatica per i corsi di laurea di altre Facoltà Architettura degli elaboratori (Parte 1) Prof. Giuseppe Cattaneo Mail: cattaneo@dia.unisa.it msn: Skype:

Premessa ,[object Object],[object Object]

Ma non è facile prevedere il futuro “ With teletype interface and the Fortran language, the computer will be easy to use” ?!?!?!?

Soprattutto se ci sono grandi novità … ,[object Object],[object Object],Questo cosiddetto 'telefono' ha troppi difetti per poterlo considerare seriamente come mezzo di comunicazione. Il dispositivo è intrinsecamente privo di valore , per quel che ci riguarda. Western Union Internal Memo, 1876

… E qualche previsione può andare storta ,[object Object],[object Object],Fonte: Robert Metcalfe, fondatore della 3Com, inventore dello standard Ethernet per le reti informatiche locali un suo articolo per la rivista Infoworld di dicembre 1995. La frase è l'inizio dell'articolo.

Architettura di un calcolatore elettronico ,[object Object],[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1)

Architettura di un calcolatore elettronico Architettura degli elaboratori (Parte 1) ENIAC Personal Computer

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Architettura dei sistemi informatici Architettura degli elaboratori (Parte 1)

Gerarchia delle astrazioni Architettura degli elaboratori (Parte 1) Programma applicativo Linguaggio di programmazione Linguaggio assemblativo Sistema Operativo Linguaggio Macchina Microprogramma Logica Digitale

Modello di Von Neumann ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1) L'architettura della maggior parte dei calcolatori elettronici è organizzata secondo il modello di Von Neumann, scienziato ungaro-statunitense che si dedicò (1945) allo studio e alla realizzazione del primo calcolatore (basato su programma memorizzato)

Architettura degli elaboratori (Parte 1) I/O NOTA : Alcuni testi riportano la memoria di massa come unità periferica, altri come componente base del modello

Funzionamento sequenziale del modello di Von Neumann Architettura degli elaboratori (Parte 1) ris = f(op) OUT(op) CPU Memoria Periferiche di I/O bus istruzione 1 istruzione 2 istruzione 3 … istruzione n dato 1 dato 2 dato 3 … dato m op ris

Elementi del modello di Von Neumann: CPU ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1)

Elementi del modello di Von Neumann: CPU Architettura degli elaboratori (Parte 1)

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Elementi del modello di Von Neumann: CPU ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1) Registri n=6, il numero delle configurazioni è 64

Approfondimenti: Bit ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1)

Elementi del modello di Von Neumann: CPU ,[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1) Registri Registro n=1 2 1 = 2 configurazioni {0, 1} Registro n=2, 2 2 = 4 configurazioni {00, 01, 10, 11} Registro n=3 2 3 = 8 configurazioni {000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111}

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Elementi del modello di Von Neumann: Memoria Centrale ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1) Memoria

Elementi del modello di Von Neumann: Memoria Centrale ,[object Object],[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1) Memoria Cache Memoria Primaria Memoria Secondaria Memoria di Archiviazione C.P.U. Memorie in linea Memorie fuori linea R.A.M. R.O.M. Disco Fisso floppy CDROM nastri DVD etc… Memoria

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Elementi del modello di Von Neumann: Memoria Centrale Architettura degli elaboratori (Parte 1) 0 1 2 3 4 5 6 7 indirizzo 4 contenuto MAR a 3 bit MDR a 8 bit ,[object Object],[object Object],[object Object],0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0

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Approfondimenti: ROM ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1)

Approfondimenti: Firmware ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1)

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Unità di elaborazione (CPU) ,[object Object],[object Object],[object Object],Architettura degli elaboratori (Parte 1) parte operativa parte controllo clock dati/istruzioni indirizzi controlli comandi istruzioni/flag

Una implementazione del modello… Architettura degli elaboratori (Parte 1) Motherboard

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