ARCHITETTURA DI VON NEUMANN

L'architettura di Von Neumann è formata da tre parti interconnesse:

• L'unità centrale (CPU);

• Unità periferiche di I/O;

• Memoria centrale.

La connessione avviene anche mediante il Bus.

UNITÀ PERIFERICHE DI I/O

L'unità di periferiche si suddividono in Input, Output e Miste:

• L'unità di Input serve ad introdurre dati all'interno di un elaboratore (mouse, tastiera, microfono, webcam, scanner);

• L'unità di Output serve ad estrarre informazioni dall'elaboratore che poi trasmetterà all'utente (monitor, cuffie, stampante, casse);

• Le unità miste svolgono entrambe le funzioni quelle di Input e Output (schermo touch, stampante multifunzione, auricolari).

UNITÀ CENTRALE O CPU (Central Processing Unit)

L'unità centrale è un interprete di istruzioni, formato da tre parti:

• ALU (Unità aritmetica logica) esegue le operazioni matematiche e logiche (addizione binaria, AND e OR) richieste dalle istruzioni;

• CU (Unità di controllo) legge le istruzioni, le decodifica e le esegue, ed effettua i controlli delle attività necessarie per l'esecuzione;

• Registri sono veloci e con una capacità ridotta, fanno da memoria speciale (di supporto) per l'ALU i quali contengono le istruzioni di controllo che sono necessarie per il suo funzionamento e anche i risultati temporanei delle elaborazioni.

Inoltre la CPU esegue i programmi in tre azioni:

- estrae le istruzioni del programma dalla memoria

- le interpreta

- le esegue una dopo l'altra, così da ottenere il risultato

LA MEMORIA

La memoria contiene dati e programmi e la capacità viene espressa in multipli del Byte(sequenza di otto bit).

I dispositivi di memoria si suddividono in due classi principali:

- Memoria secondaria

- Memoria centrale

MEMORIA SECONDARIA

È più lenta, ha un'alta capacità di immagazzinare i dati che sono di uso non frequente, ed è stabile, cioè mantiene la memorizzazione delle informazioni anche dopo lo spegnimento del computer, infatti questa memoria viene utilizzata per la memorizzazione permanente di dati e programmi

MEMORIA CENTRALE

La memoria Centrale fa da supporto alla CPU perché dà le istruzioni del programma in esecuzione e i dati su cui poi si opera. È composta da un insieme di locazioni (celle), ciascuna cella può memorizzare una parte delle informazioni. Ad ogni locazione è associato un indirizzo (cioè un numero che la identifica una volta sola). La memoria centrale si suddivide in due componenti:

-RAM

-ROM

RAM

È la memoria principale perché senza di essa il computer non funzionerebbe. È ad accesso casuale e anche volatile, cioè i dati vengono persi quando si spegne il computer. Inoltre la Ram si chiama anche memoria riscrivibile perchè se in una cella si elimina un elemento, si possono rimettere altri dati.

ROM

Questa è una memoria di sola lettura, cioè i dati non possono essere modificati dall'utente. È una memoria permanente cioè i dati non vengono persi dopo lo spegnimento del computer e contiene i programmi fondamentali per l'avvio del computer, noti come bios ( che servono ad interagire con i circuiti della macchina).

BIOS

È il programma di base che serve per far riconoscere al computer le periferiche disponibili. Esso parte quando si accende il computer.

MEMORIA EPROM

Questa memoria permette di modificare dei dati contenuti in essa. Qualsiasi modifica operata determina sostanziali modifiche nel funzionamento del computer, per questo essa non può essere oggetto di improvvisazione e deve essere affidata soltanto ad esperti.

MEMORIA CACHE

Ospita solamente dati di frequente utilizzo, e consente un accesso più veloce a informazioni appena ricevute e visualizzate. Inoltre questa memoria può essere svuotata a piacimento dall'utente, così da renderla disponibile per altre archiviazioni temporanee.

HARD DISK

L'Hard Disk, chiamato anche Disco Rigido o più nello specifico Hard Disk Drive (HDD), è un dispositivo di memorizzazione non volatile contenente dischi magnetici rotanti a velocità elevate. Si tratta di un dispositivo di memorizzazione secondario utilizzato per memorizzare dati in modo permanente. Quando i dischi ruotano, un braccio con una testina di lettura/scrittura si estende attraverso gli stessi per appunto scrivere nuovi dati o leggere quelli già scritti in precedenza. Tutti i dati vengono memorizzati magneticamente, consentendo alle informazioni di essere salvate quando il sistema è inattivo.

I BUS

I bus di sistema sono un canale di comunicazione, che permettono alla CPU di comunicare con le varie periferiche di input e output del sistema, quindi permettono il trasferimento dei dati da una parte all'altra dell'elaboratore. Questi bus sono composti da filo di rame, che inviano tutti i dati necessari tramite la loro rappresentazione in cifre binarie.

Il bus di sistema è composto di tre bus differenti:

- Bus dati: il cui è bidirezionale ed è utilizzato per il trasferimento dei dati dal processore alle varie periferiche;

- Bus indirizzi: il cui è unidirezionale, il processore indica l'indirizzo di memoria della periferica in cui si vuole leggere o scrivere informazioni in questione (riceve dati dal processore e li invia alla RAM e alle periferiche I/O);

- Bus controlli: i cui sono bidirezionale, utilizzati dal processore per coordinare le attività del sistema, il processore invia istruzioni alle periferiche e riceve segnali di stato.

PEN DRIVE

Una chiave USB (anche chiavetta USB o pen drive) è una memoria di massa portatile che si collega al computer mediante la porta USB. I dati sono memorizzati in una memoria flash, tipicamente di tipo NAND, non volatile e riscrivibile contenuta al suo interno. La pen drive svolge funzioni sia di lettura che di scrittura e sono utilizzate per trasportare, trasferire e conservare immagini, video o documenti.

La capacità è limitata unicamente dalla densità delle memorie flash impiegate, con il costo per megabyte che aumenta rapidamente per alte capacità.

SSD

Gli SSD sono un tipo di unità di archiviazione che esegue la stessa funzione dei dischi rigidi, ma con tecnologia diversa. Gli SSD usano memoria flash per archiviare i dati allo stesso modo dell'unità USB, e questi dati vengono acceduti digitalmente. Un'unità disco rigido (HDD) usa un piatto girevole e un'asta che si muove lungo il piatto per leggere ciascuna porzione di dati. Gli SSD consentono tempi di avvio e caricamento istantanei perché non devono ricercare meccanicamente i dati su un disco rotante.

CD/DVD

Il compito del lettore DVD è quello di trovare e leggere i bumps e le zone piane memorizzate sul disco e ricostruire con questi l'informazione in termini di Bit e Bytes. Considerando le dimensioni incredibilmente piccole della traccia dei bumps e dei pits si comprende quanto il lettore DVD debba essere preciso ed affidabile.

Un lettore DVD è composto da 3 elementi fondamentali:

• Un motore che ha il compito di far girare il disco ad una velocità costante che varia tra i 200 ed i 500 giri al minuto.

• Un laser ed una lente per puntare e leggere i bumps durante la rotazione.

• Un meccanismo che permette al laser di muoversi seguendo la spirale incisa sul disco.