Architettura Degli ElaboratoriCorsi

Modello dell’elaboratore e il Modello di Von Neumann

Il modello è lo schema teorico adottato per la rappresentazione strutturale di un sistema. Un sistema è un insieme di sottosistemi interconnessi. Un elaboratore è un sistema.

Il modello di un elaboratore è lo schema teorico che costituisce le modalità di funzionamento di un elaboratore.

Le informazioni fornite ad un elaboratore sono:

  • Istruzioni da compiere;
  • Dati, ovvero informazioni su cui operano le istruzioni.

MODELLO DI VON NEUMANN

Uno dei modelli più famosi è quello di Von Neumann, secondo il quale, l’esecuzione di un programma consenta di eseguire le istruzioni una alla volta seguendo un modello sequenziale. Le istruzioni vengono salvate nella memoria dell’elaboratore.

La Central Processing Unit (CPU) è composta da Unità di Controllo (CU) ed Unità Logica aritmetica e (ALU). La CU si occupa di:

  • Estrarre informazioni dalla memoria
  • Leggere e scrivere dati in memoria
  • Leggere e scrivere dati dai e sui dispositivi di Input e Output

L’ALU, invece, si occupa esclusivamente di eseguire le istruzioni. I dispositivi di Input e Output si occupano dell’acquisizione di dati per l’Input e l’emissione di informazioni per l’output.

La memoria principale contiene i dati e i programmi correttamente elaborati dal processore. La velocità di esecuzione delle memoria è simile a quella del processore.

MEMORIA

Memoria e CPU lavorano a stretto contatto al CPU attende che la memoria risponda alle richieste di lettura e/o scrittura. La memoria è come una griglia di informazioni raggiungibile tramite gli indirizzi, ogni elemento della memoria prende il nome di locazione.

Un programma quanto è in esecuzione viene allocato in memoria, contrariamente quando è chiuso è collocato nella memoria di massa.

PROCESSORE

Il processore è costituito da:

  • Unità di calcolo o ALU (Arithmetic Logic Unit)
  • Unità di Controllo o CU (Central Unit) controlla il funzionamento delle varie unità e legge le istruzioni
  • Regisitri

REGISTRI

I registri sono delle piccole memorie ad altissima velocità collocate all’interno dei processori. Esse contengono informazioni locali legate all’istruzione in corso d’esecuzione tra le quali:

  • L’istruzione che il processore sta eseguendo
  • I dati su cui opera l’istruzione corrente
  • L’indirizzo della prossima istruzione da eseguire
  • L’informazione relativa ai successivi stati che il processore attraversa per eseguire l’istruzione

L’insieme dei registri costituisce lo stato della CPU. I due principali registri sono:

  • Registri d’istruzione IR, che contiene l’istruzione che si sta eseguendo
  • Registro contatore PC, che contiene l’indirizzo della prossima istruzione da estrarre ed eseguire

CARATTERISTICHE DEL MODELLO DI VON NEUMANN

Le caratteristiche principali del modello di Von Neumann sono:

  • Imperatività, basata sul paradigma procedurale (viene eseguita una squenza di istruzioni che portano alla soluzione del problema)
  • Sequenzialità, esegue le istruzioni in sequenza una dietro l’altra.

LINK UTILI

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