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Architettura di Van Neumann - Coggle Diagram
Architettura di Van Neumann
Cos'è?
E' un
sistema di elaborazione
-Riceve dati in
Input
-Li elabora
-Dà una risposta in
Output
Da cos'è composto?
CPU
(
C
entral
P
rocessing
U
nity)
Composta da:
ALU
(
A
ritmetic
L
ogic
U
nit)
CU
(
C
ontrol
U
nit)
Registri
2 Tipi:
-Registri ad uso
generale
-Registri ad uso
speciale
Sono memorie di piccole dimensioni ad accesso veloce
Può fare eseguire alla RAM
2
operazioni:
Operazione di
LETTURA
Composta da 4 passaggi:
2-La RAM riceve l'indirizzo e attiva la cella (lo identifica)
3-Il contenuto della cella viene inviato alla CPU
1-Il microprocessore genera l'indirizzo della cella interessata, che poi viene inviato alla RAM (tramite i bus indirizzo)
PROGRAM COUNTER
Contiene l'indirizzo della operazione successiva, è un registro ad uso speciale
4-Viene inviato un segnale per avvertire la CPU che il dato deve essere letto
Quest'ultimo viene inviato insieme al dato stesso
Operazione di
SCRITTURA
Composta da 4 passaggi:
2-La RAM decodifica l'indirizzo e viene attivata la cella d'interesse
3-Il microprocessore invia i dati(Tramite i bus dati)
1-Il microprocessore genera l'indirizzo dove verranno scritti i dati
4-I dati vengono scritti all'interno della cella di memoria e avviene la comunicazione che il dato è stato scritto(tutto questo viene controllato dai bus controllo)
Memoria
2 Tipi:
-Volatile
Dopo lo aver spento il computer i dati non vengono salvati
Esempio
MEMORIA CENTRALE:
RAM
(
R
andom
A
cces
M
emory)
E' composta da tante piccole
celle
dove sono contenuti i dati
Ogni cella ha un
INDIRIZZO DI LOCAZIONE
4 more items...
E' una memoria volatile direttamente collegata alla CPU
L'accesso alla RAM è
randomico
e il tempo necessario per accedere ad una locazione di memoria è indipendente dalla sua posizione
-Permanente
Dopo aver spento il computer i dati vengono salvati
Esempio
ROM (
R
ead
O
nly
M
emory)
Hard disk
2 Tipi:
-
IBRIDO
:Composto da una parte magnetica e statica (Un'unione tra quello classico e una SSD)
-
CLASSICO
:Composto da dischi magnetici su cui vengono scritti o letti dati attraverso una bacchettina che divide i dati in microparti
SSD(
S
olid
S
tate
D
rive)
Composta da un circuito stampato e un LED
Ogni memoria ha una
CAPACITA'
Ossia il numero di byte che riesce a memorizzare una memoria
MEMORIE SECONDARIE
Esempi
CD/DVD sono memorie ottiche, con buone capacità, ma processi di lettura e scrittura elevati
La loro classificazione avviene secondo 3 caratteristiche:
Velocità di accesso ai dati
-Capacità
Costo
Periferiche di:
INPUT
Esempi:
Mouse,tastiera
Microfono, cuffie senza mic
I Dati dall'esterno vanno al sistema
OUTPUT
Dal sistema i dati vanno verso l'esterno
Bus di sistema
Utilizzati per comunicare tra gli elementi di un sistema
3 Tipi:
-Bus
DATI
Trasportano dati ed istruzioni
-Bus
CONTORLLO
Verificano che non ci siano problemi all'interno del sistema
-Bus
INDIRIZZO
Indica la cella in cui è il dato che è richiesto
Memoria
CACHE
E' una memoria volatile che consente, di velocizzare le operazioni, è più veloce delle RAM ma ha una minore capacità
Memorizza dati e istruzioni solitamente più richiesti
La CACHE può eseguire 2 operazioni
-
Lettura
Quando la CPU deve leggere un dato, siccome la CACHE è più veloce della RAM, la CPU controlla prima la presenza del dato nella CACHE(se viene trovato avviene il
CACHE HIT
), se non è presente(Avviene il
CACHE MISS
), controlla successivamente nella RAM
HIT RATE
Indica il rapporto delle letture della CHACHE HIT rispetto alle letture totali( E' una media)
-
Scrittura
2 possibili operazioni:
-
Write Trought
L'operazione di scrittura del dato viene eseguita contemporaneamente sia in RAM che in CAHCHE
-
Write Back
Aggiorna il dato in RAM prima di eliminarlo dalla CACHE(viene eliminato dalla CAHCHE perché non è uno dei dati più richiesti LRV,
L
ast
R
ecently
U
sed))
Altre 2 memorie sono:
DRAM
E' una memoria centrale e veloce, effettua un refresh delle informazioni per non perderle
SRAM
Non necessita operazioni di refresh, più veloce ma più costosa perché le celle, dove ci sono le cariche sono sempre alimentate quindi sono necessari soldi per l'alimentazione continua
CONTROLLO DEGLI ERRORI
Esitono delle tecniche basate sull'utilizzo di bit ridondanti
3-Hamming
2-Controllo di ridondanza ciclico (CRC)
1-Bit di parità
Viene inserito un bit in più all'interno del dato, se quest'ultimo nel passaggio dalla RAM alla CPU cambia(da 0 a 1 o viceversa, in base al numero di0 e 1 nel dato) c'è stato un'errore
Perché nel passaggio di dati da un'elemento di un sistema ad un altro possono verificarsi degli errori
STACK
della memoria
E' una porzione della memoria centrale contenente solo dati (NO istruzioni)
La "politica" utilizzata nello STACK è:
LIFO
(
L
ast
I
n
F
irst
O
ut)
L'ultimo che entra sarà il primo che esce
Svolge 2 operazioni:
1-
PUSH
scrive il dato all'interno dello STACK
2-
POP
Utilizzato per prelevare il dato
La gestione dello STACK è suddivisa in 2 modi:
STATICO
La dimensione dello STACK è prestabilita e quella rimane
Ha 2 svantaggi rispetto a quello DINAMICO
1-Memoria non sufficiente in caso di necessità
2-Troppa memoria non utilizzata
DINAMICO
La dimensione dello STACK varia in base alle nostre esigenze