�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
S c o p o d e lla le zio n e
� D e sc riv e re i c o m p o n e n ti h a rd w a re d e l
c a lc o la to re e il su o fu n zio n a m e n to se c o n d o il m o d e llo d i m a c c h in a d i V o n
N e u m a n n
�������������������������������������������������������������������������������������������
P re m e ss a - U n ità d i m isu ra
sp a zio ( d i m e m o ria ) s i m isu ra in
B it [b ] u n ita ` f o n d a m e n ta le d i m e m o riz za zio n e � V a le 0 o 1
B y te [B ] i n sie m e d i 8 b it te m p o s i m isu ra in s e c o n d i [ s] fre q u e n za ( d e l c lo c k ) s i m isu ra in H e rtz [H z]
a m p ie zz a d i b a n d a ( d i t ra sm iss io n e ) s i isu ra in b its /s [b /s ]
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P re m e ss a - P re fis si � � � � �� �� � � � � �� ��� �� � ��� � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � � � �� �� � � � � � � � � � � �� � � � � � � � �� � � � � � � � � � � � � � � �� �
� ���� � � � ���� �� � � �� ��� �� �� �� � ���� �� �
�������������������������������������������������������������������������������������������
M o d e llo d i V o n N e u m a n n
n c a lc o la to re è c o st itu ito d a 3
o m p o n e n ti h a rd w a re p rin c ip a li il p ro c e ss o re
la m e m o ria
le p e rif e ric h e te rc o n n e ss e a tt ra v e rs o il b u s
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
M o d e llo d i V o n N e u m a n n
� C a ra tt e ris tic h e p rin c ip a li • P ro g ra m m a e d a ti so n o m e m o riz za ti n e lla
m e m o ria c e n tra le • M a c c h in a p ro g ra m m a b ile ! • S e q u e n zia lità d e lle o p e ra zio n i
����������������������������������������������������������������������������������������������
La s c h e d a m a d re p ia tt a fo rm a s u c u i s o n o m o n ta te a lc u n e m p o n e n ti d e l P C ( p ro c e ss o re , m e m o rie , m o d e m rn o , b u s d i s ist e m a ) è d e tt a sc h e d a m a d re
o th e r b o a rd )
n tie n e slo t l ib e ri p e r l’ a g g iu n ta d i m e m o ria s u p p le m e n ta re o i c o -p ro c e ss o ri � sc h e d a v id e o lc u n e p re se ( c h ia m a te p o rte ) p e r il c o lle g a m e n to d e rif e ric h e e st e rn e � sc h e rm o , t a st ie ra , m o d e m e st e rn o
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La s c h e d a m a d re � �� ��
�� � �� � � � � ���
�� �� ��� �� �� �� ��� �� � ��� � ��� � �
��������������
�������������������������������������������������������������������������������������������
o m p o n e n ti h w d e l c o m p u te r
� � ��� � ��� � �
� � � � � � � ��� �� � �� � �� � � � � ��� � ��� � �� � � � � �� � � �� �� �� �
� � � �� � � � � � �� � � �� � � ��� � �� � ��� ��� �
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il p ro c e ss o re
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il p ro c e ss o re
ro c e ss o re o C P U ( C e n tra l P ro c e ss in g U n it l’ u n ità d i e la b o ra zio n e c e n tra le d e l m p u te r
n tro lla le fu n zio n i d e l c o m p u te r, e se g u e o p e ra zio n i a rit m e tic o -lo g ic h e e d e la b o ra a ti
���������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il p ro c e ss o re
� U n ità d i c o n tro llo ( U C ) : c o o rd in a le d iv e rs e a tt iv ità sv o lte a ll'i n te rn o d e l p ro c e ss o re
� R e g is tri : p ic c o le u n ità d i m e m o ria e st re m a m e n te v e lo c fis ic a m e n te c o n te n u te n e l c h ip , m e m o ria v o la tile
� U n ità A rit m e tic o L o g ic a ( A LU ): in sie m e d i c irc u iti in
g ra d o d i s v o lg e re le o p e ra zio n i a rit m e tic h e e lo g ic h e
� C lo c k : o ro lo g ia d i s ist e m a c h e re n d e s in c o rn e le
o p e ra zio n i r ip e tt o a u n a s c a n sio n e te m p o ra le d e l
p ro g ra m m a
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il p ro c e ss o re irc u iti lo g ic i c h e c o m p o n g o n o u n a C P U
n o c o st itu iti d a m ilio n i d i t ra n sis to r ic ro sc o p ic i in te rru tt o ri a c c e so /s p e n to )
o lle g a ti tra lo ro d a s o tt ilis sim i f ili irc u iti v e n g o n o “ st a m p a ti” s u u n a s o tt ile m in a d i s ilic io Il c h ip c h e c o rri sp o n d e a u n a C P U h a u n a p e rfi c ie d e ll’ o rd in e d i u n a d e c in a d i m m 2
ic ro p ro c e ss o re
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il p ro c e ss o re - Le g g e d i M o o re
�� � � �� �� �� � ��� � � � ��� �� ��� � � �� � �� � �� � �� ���� � � �� � � �� ��� � �� �� � G o rd o n M o o re , c o -fo n d a to re d i In te l, 1 9 6 5 Il n u m e ro d i t ra n sis to r in se rib ili in u n c irc u ito in te g ra to ra d d o p p ia o g n i 1 8 m e si
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il p ro c e ss o re
g n i m o d e llo d i m ic ro p ro c e ss o re è in g ra d o d i
o n o sc e re s o lo p ro g ra m m i s c rit ti n e l p ro p rio
g u a g g io m a c c h in a
g n i m o d e llo d i m ic ro p ro c e ss o re , h a u n p ro p rio
g u a g g io m a c c h in a , d iv e rs o d a q u e llo d i a ltr i ro c e ss o ri Il l in g u a g g io m a c c h in a c o n tie n e tu tt e e s o le le ru zio n i c h e p o ss o n o e ss e re e se g u ite ire tt a m e n te d a l m ic ro p ro c e ss o re
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il p ro c e ss o re
� O g n i is tru zio n e d e l li n g u a g g io m a c c h in a
v ie n e e se g u ita d a l m ic ro p ro c e ss o re sv o lg e n d o u n a s e rie d i o p e ra zio n i e le m e n ta ri � Il n u m e ro d i o p e ra zio n i e le m e n ta ri n e c e ss a rio p e r c o m p le ta re l’ e se c u zio n e d i u n ’is tru zio n e in lin g u a g g io m a c c h in a è d e ll’ o rd in e d i 7 -1 0
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il p ro c e ss o re - C lo c k
m p o ric h ie st o d a l m ic ro p ro c e ss o re p e r lg e re u n ’o p e ra zio n e e le m e n ta re e ` d e tt o c ic lo lo c k la d u ra ta ti p ic a o g g i g io rn o è in fe rio re a l n a n o s
u m e ro d i c ic li d i c lo c k n e ll’ u n ita ` d i t e m p o , o q u e n za d i c lo c k , s i m isu ra in G H z
e o n 3 G H z
e n tiu m 4 2 .2 G H z th lo n 1 .6 G H z
o w e rP C G 5 2 G H z
n o d e i p a ra m e tri c a ra tt e ris tic i d i u n p ro c e ss o re
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il p ro c e ss o re - C lo c k
� D a ti d u e p ro c e ss o ri c o n lo s te ss o lin g u a g g io m a c c h in a , r isu lte rà p iù v e lo c e q u e llo c o n fre q u e n za d i c lo c k m a g g io re � N o n è p o ss ib ile d ire n u lla s u p ro c e ss o ri c o n lin g u a g g i m a c c h in a d iv e rs i • E s. P e n tiu m v s P o w e rP C � A ltr i f a tt o ri c o n tri b u isc o n o a lle p re st a zio n i d i u n p ro c e ss o re • m e m o ria , b u s, c a c h e , n a tu ra d e i p ro g ra m m i e se g u iti
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il p ro c e ss o re - C lo c k ( e se m p io )
m p u te r A
0 0 M H z
0 o p e ra zio n i le m e n ta ri p e r ist ru zio n e
im p ie g h e rà 2 s C o m p u te r B
� 4 0 0 M H z
� 6 o p e ra zio n i
e le m e n ta ri p e r ist ru zio n e
B im p ie g h e rà 1 ,5 s d e v o n o e se g u ire u n p ro g ra m m a
d i 1 0 0 M is tru zio n i m a c c h in a
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il p ro c e ss o re - E se c u zio n e
� L’ e se c u zio n e d i u n p ro g ra m m a ric h ie d e • c a ric a m e n to d e l p ro g ra m m a d a l d isc o a lla m e m o ria c e n tra le � c o d ic e m a c c h in a , p ro n to p e r l’ e se c u zio n e • p e r o g n i is tru zio n e d e l p ro g ra m m a , e se c u zio n e d i t re ti p i d i o p e ra zio n i � fe tc h � d e c o d e � e x e c u te
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il p ro c e ss o re - E se c u zio n e
tc h il p ro c e ss o re p re le v a d a lla m e m o ria l’ ist ru zio n e d a e se g u ire e la c a ric a a l s u o in te rn o
e c o d e il p ro c e ss o re d e c o d ific a l’ ist ru zio n e d a e se g u ire
x e c u te il p ro c e ss o re e se g u e le o p e ra zio n i c o rri sp o n d e n ti a ll’ ist ru zio n e
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il p ro c e ss o re - R e g ist ri
� S o n o la m e m o ria in te rn a a l p ro c e ss o re � U sa ti c o m e “ a p p o g g io ” d u ra n te l’e se c u zio n e d e lle is tru zio n i p e r t ra sf e rir e i d a ti d a lla /a lla m e m o ria , p e r s a lv a re i ris u lta ti p a rz ia li d e lle o p e ra zio n i
a rti m e tic o /lo g ic h e � S o n o s o lit a m e n te p o c h e d e c in e ( 3 2 -6 4 )
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il p ro c e ss o re - R e g ist ri
� �� �� �� � �� � � � � ���
�� ��� �� �� �� ��� �� � ��� � ��� � �
��������������
�� � �� �� �
�� � �� �� �
�� � �� �� �
�� � �� �� �
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il p ro c e ss o re - P iù d ’u n o
� A s e c o n d a d e l t ip o d i u so c h e s i f a d e l
c o m p u te r, p e r m ig lio ra rn e le
p re st a zio n i s i p o ss o n o a g g iu n g e re d e i
c o -p ro c e ss o ri • p ro c e ss o ri sp e c ia liz za ti n e ll’ e se c u zio n e d i
c o m p iti sp e c ific i c h e o p e ra n o s o tt o il
c o n tro llo d e lla C P U � g e st io n e d e llo s c h e rm o , c a lc o lo s c ie n tif ic o ,
c rit to g ra fia
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il p ro c e ss o re - P iu ` d ’u n o
� �� �� �� � ��
� � � � ���
�� ��� �� �� �� ��� �� � ��� � ��� � �
��������������
�� � �� �� �
�� � �� �� �
�� � �� �� �
�� � �� �� �
�� �� �� �� �� � �� �� �� �� �� �� � ��
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il p ro c e ss o re - P iù d ’u n o � I l m ig lio ra m e n to c o n u n c o -p ro c e ss o re è le g a to a d
u n a p a rti c o la re fu n zio n a lità � S i p o ss o n o c o st ru ire s ist e m i c o n p iù C P U c h e
o p e ra n o in m o d o s im u lta n e o e in d ip e n d e n te , e
c o n d iv id o n o le a ltr e ris o rs e d e l c o m p u te r • il s ist e m a o p e ra tiv o c o o rd in a l’ a c c e ss o a lle ris o rs e � In q u e st o c a so s i p a rla d i sis te m i p a ra lle li , o m u lti -
p ro c e ss o re , o a n c o ra d i e la b o ra to ri v e tto ria li
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il p ro c e ss o re - P iù d ’u n o
� �� �� �� � ��
� � � � ���
�� ��� �� �� �� ��� �� � ��� � ��� � �
��������������
�� � �� �� �
�� � �� �� �
�� � �� �� �
� �� �� �� � �� �� � �� �� �
�� � �� �� �
�� � �� �� �
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
C o m p o n e n ti h w d e l c o m p u te r
� � ��� � ��� � �
� � � � � � � ��� �� � �� � �� � � � � ��� � ��� � �� � � � � �� � � �� �� �� � � � ��� �
� � �
�� � � � � � �� � � �� � � ��� � �� � ��� ��� �
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria c e n tra le
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria c e n tra le
� S v o lg e fu n zio n i d i im m a g a zz in a m e n to d e lle in fo rm a zio n i s u lle q u a li o p e ra il p ro c e ss o re • d a ti e p ro g ra m m i
� L’ u n ità d i in fo rm a zio n e m in im a è il b it ( b in a ry d ig it ) • p uò e ss e re c o n sid e ra to c o m e u n a c a se lla in c u i è p o ss ib ile sc riv e re il sim b o lo 0 o p p u re il sim b o lo 1 ( e s o lo q u e lli)
� La s u a c a p a c ita ` s i m isu ra n e l n u m e ro d i b y te c h e
c o n tie n e c o m p le ss iv a m e n te • 2 5 6 M B m e m o riz za n o 2 6 8 4 3 5 4 5 6 c a ra tt e ri � c irc a l’ e q u iv a le n te d i o tt o e n c ic lo p e d ie d a d ie c i v o lu m i
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria c e n tra le
lla m e m o ria c e n tra le s o n o ric a ti il s ist e m a o p e ra tiv o e i
g ra m m i e i d a ti, c h e
rs a m e n te ris ie d o n o s u l d isc o il s ist e m a o p e ra tiv o v ie n e c o p ia to in
n a z o n a a d e ss o ris e rv a ta d e lla
e m o ria c e n tra le a ll’ a v v io d e l
o m p u te r e lì rim a n e fi n o a q u a n d o
e rrà s p e n to il c o m p u te r
a ti e p ro g ra m m i s o n o c a ric a ti d i
o lta in v o lta n e llo s p a zio re st a n te e sc a ric a ti su l d isc o q u a n d o n o n s o n o iu ` i n u so � �� � �� � � �� � � � ��� � ��� ��� � � � ��
����������������
� � � � ��� �� �� � �� �� �� ��� �� � � � � � � �� ��� �
� �� � ��� � � ��
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria - B it e c o d ific a
� C o n 1 s o lo b it si p o ss o n o ra p p re se n ta re d u e e le m e n ti d iv e rs i • si a ss e g n a a l p rim o e le m e n to la c o d ific a 0 e a l se c o n d o la c o d ific a 1 � C o n 2 b it si p o ss o n o ra p p re se n ta re 4 e le m e n ti d iv e rs i - 0 0 , 0 1 , 1 0 , 1 1 � C o n 3 b it, s i p o ss o n o ra p p re se n ta re 8 e le m e n ti d iv e rs i � C o n n b it si p o ss o n o ra p p re se n ta re 2 n e le m e n ti d iv e rs i
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria - B y te
a s e q u e n za d i 8 b it è d e tt a b y te , e d è iv e n ta ta u n ’u n ità d i m isu ra d e lla d isp o n ib ilità d i e m o ria sp e ss o è a n c h e la m in im a u n ità d i m e m o ria tra sf e rib ile tr a la m e m o ria e la C P U rm e tt e d i r a p p re se n ta re i c a ra tt e ri st a m p a b ili le tt e re d e ll’ a lfa b e to , le c ifr e , i sim b o li d e lla n te g g ia tu ra , … , p e r u n to ta le c o m p re so tr a 9 0 1 2 0 ) u sa n d o u n a s e q u e n za d i 7 + 1 b it
u n b it d i c o n tro llo e 7 p e r la c o d ific a
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria - W o rd
� U n a w o rd ( o p a ro la ) è u n in sie m e d i b it
a c c e ss ib ili sim u lta n e a m e n te d a lla C P U � U n a C P U v ie n e s p e ss o id e n tif ic a ta a tt ra v e rs o la lu n g h e zz a d e lla p a ro la c h e c o n tie n e g li in d iriz zi d i m e m o ria c h e la C P U è in g ra d o d i u sa re • m ic ro p ro c e ss o re a 1 6 , 3 2 , 6 4 b it � La d im e n sio n e c o m u n e d i u n a w o rd è 3 2 b it
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria - B it, b y te , w o rd
1 0 0 1 0 1 1
� � � � � ��
1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1
� � � � 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria - Le c e lle
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria - Le c e lle
g n i c e lla d i m e m o ria c o n tie n e u n b y te e d ` c o n tra d d ist in ta d a u n in d iri zz o l’u n ita ` m in im a in d iriz za b ile p u o ` a n c h e e ss e re la
w o rd
o le n d o s c riv e re o le g g e re u n d a to
e lla /d a lla m e m o ria il p ro c e ss o re d e v e m p re s p e c ific a re l’ in d iriz zo d e lla c e lla a lla
u a le v u o le a c c e d e re
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria - P ro p rie tà
� V e lo c ità � d i a c c e ss o � te m p o im p ie g a to d a l p ro c e ss o re p e r a c c e d e re
a d u n o s p e c ific a to in d iriz zo � d i t ra sf e rim e n to � q u a n tità d i d a ti tra sf e rit a in u n a u n ità d i t e m p o � a n c h e c h ia m a ta a m p ie zz a d i b a n d a , e s i
m isu ra in b it/ se c
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria - P ro p rie tà
a p ie n za
q u a n tità d i b y te c h e p uò c o n te n e re
o st o
m isu ra to in e u ro p e r b y te
o d a lità d i a c c e ss o in le ttu ra � la p o ss ib ilità d i r e p e rir e le in fo rm a zio n i m e m o riz za te in s c rit tu ra � la p o ss ib ilità d i m o d ific a re le in fo rm a zio n i m e m o riz za te
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria - P ro p rie tà
� V o la til ità • la p o ss ib ilità d i m a n te n e re /p e rd e re il p ro p rio c o n te n u to a n c h e in a ss e n za d i a lim e n ta zio n e e le tt ric a � le m e m o rie v o la til i p e rd o n o il c o n te n u to in a ss e n za d i a lim e n ta zio n e e le tt ric a � le m e m o rie p e rm e n e n ti lo m a n te n g o n o � n o n in e te rn o , m a p e r u n te m p o c h e d ip e n d e d a l tip o d i d isp o sit iv o : d e c e n n i o p iù
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria v o la tile
e rd e il su o c o n te n u to s e n o n v ie n e lim e n ta ta e le tt ric a m e n te
e n e ric a m e n te in d ic a ta c o n il te rm in e R A M , a n d o m A c c e ss M e m o ry , p e rc hé il te m p o d i c c e ss o a d u n a c e lla d i m e m o ria n o n ip e n d e d a lla s u a p o siz io n e fi sic a
e ` l o s te ss o p e r t u tt e le c e lle La m e m o ria c e n tra le , le c a c h e e i re g ist ri d e l ro c e ss o re s o n o m e m o rie v o la tili
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria p e rm a n e n te
� M e m o rie d i s o la le tt u ra , R O M , R e a d O n ly
M e m o ry • il c o n te n u to , u n a v o lta im m a g a zz in a to , è in a lte ra b ile • Tip ic a m e n te c o n tie n e in fo rm a zio n i u tili zz a te p e r e se g u ire p a rti c o la ri fu n zio n i, c o m e l’a v v io d e l c o m p u te r ( B IO S ) • H a b a ss i c o n su m i e n e rg e tic i
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria - G e ra rc h ia sis te u n a d ip e n d e n za in v e rs a tr a c o st o d i liz za zio n e e v e lo c ità d i u n a m e m o ria r q u e st o m o tiv o la m e m o ria d i u n c o m p u te r ist rib u ita s u d isp o sit iv i h w d iv e rs i, o rg a n iz za ti u n a g e ra rc h ia d i m e m o rie
a i li v e lli p iù a lti d e lla g e ra rc h ia d i m e m o rie c i s o n o le m e m o rie p iù v e lo c i, p iu ` p ic c o le , p iù c o st o se � re g ist ri e c a c h e
a i li v e lli p iù b a ss i c i s o n o q u e lle p iu ` l e n te , p iù c a p ie n ti, p iu ` e c o n o m ic h e � C D , D V D , d a t, zip
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria - G e ra rc h ia
� S e v o g lio p re p a ra rm i u n p ia tt o d i s p a g h e tt i g u a rd o s e n e h o n e lla
d isp e n sa ; s e n o n n e tr o v o lì a llo ra d e v o a n d a re d a l p a n e tt ie re so tt o c a sa p e rd e n d o u n p o ’ d i t e m p o in p iù ; s e n o n n e tr o v o
n e a n c h e lì d e v o a n d a re a l s u p e rm e rc a to , d o v e p e rd e rò a n c o ra
p iù te m p o
� A n a lo g a m e n te , q u a n d o il p ro c e ss o re h a b iso g n o d i u n d a to ,
p rim a g u a rd a s e è p re se n te n e lla s u a m e m o ria in te rn a ; s e n o n lo tro v a lì lo v a c e rc a re n e lla m e m o ria c e n tra le u n p o ’ p iù le n ta , s e
n o n c ’è n e a n c h e lì , lo v a a c e rc a re s u l d isc o fis so c h e h a te m p i d
a c c e ss o e tr a sf e rim e n to s u p e rio ri
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria - G e ra rc h ia
is tri
c h e I liv e llo
c h e II li v e llo
m o ria c e n tra le
rd d is k
p o rti
g n e tic i e o tti c i � � � � �� � �� � � �� � ��
In te rfa c c ia
a lle p e rif e ric h e
��������������
������������������
��������
��������
��������������������
� �� � � � �� � � ��
�� � �� � �� � �� �� � �� � ��� � � � �� �� ��� � �
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria - G e ra rc h ia
� � � �� �� � � � �� � ��� ��� � � � �� � ��� ���� � � � � � ��� � � �� �� �� � � � � � � �� � � �� � � � �� � �� � � � � �� � � �� � � � � �� � � �� � � �� � �� � � �� �� � � � �� �� � � � �� �� � � � �� � � �� � � � �� �� � � � �� �� �� �� � �� � � �� � � �� �� � � �� �� � � �� �� � � �� � �� � � �� �� � � �� � �� � � �� � � ��� � � � �� � �� � ��� � � � � � �� �� �� � � � �
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria - G e ra rc h ia
l v e rti c e d e lla g e ra rc h ia c i s o n o i re g ist ri
e lla C P U
g n u n o d i e ss i p uò c o n te n e re u n a p a ro la c a p a c ita ` c o m p le ss iv a e ` i n fe rio re a 1
n o m o lto v e lo c i m a a n c h e m o lto o st o si
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria - G e ra rc h ia
� A l s e c o n d o liv e llo e ` l a c a c h e , u n a m e m o ria R A M p iu ` v e lo c e d i q u e lla c e n tra le � U tili zz a ta c o m e “ m a g a zz in o ” a m e tà s tra d a tr a la m e m o ria c e n tra le e il p ro c e ss o re � C o n tie n e in fo rm a zio n i c h e il sis te m a o p e ra tiv o d i v o lta in v o lta rit ie n e p iù u rg e n ti e u tili • d a ti/ p ro g ra m m i a c u i s i a c c e d e s p e ss o � La c a c h e d i I liv e llo ( L1 ) e ` i n te g ra ta n e l p ro c e ss o re , q u e lla d i II liv e llo ( L2 ) r isie d e s u u n c h ip a p a rte
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria - G e ra rc h ia
e m o ria c e n tra le è il liv e llo s o tt o le c a c h e n e lla ra rc h ia
e n g o n o c a ric a ti i d a ti e i p ro g ra m m i p e r e ss e re
g u iti
u a n d o il c o m p u te r è s p e n to tu tt e le in fo rm a zio n i r isie d o n o s u l d isc o fis so e s u lle R O M
u a n d o lo s i a c c e n d e , p e r p rim o v ie n e c a ric a to il sis te m a o p e ra tiv o sie m e a lle in fo rm a zio n i n e c e ss a rie a l s u o fu n zio n a m e n to , p o i i ro g ra m m i c h e l’ u te n te e se g u e e i re la tiv i d a ti
o n d iv isa tr a tu tt i i p ro g ra m m i in e se c u zio n e
u lta n e a m e n te
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
La m e m o ria - G e ra rc h ia
� S u p p o rti m a g n e tic i • H a rd d isk , f lo p p y , z ip • S c rit tu ra e le tt u ra • B a ss a v e lo c ità d i a c c e ss o • B a ss o c o st o • (in a lc u n i c a si) p o rta b ilità • A lti c o n su m i e n e rg e tic i
�������������������������������������������������������������������������������������������
La m e m o ria - G e ra rc h ia
u p p o rti o tt ic i
C D -R O M , D V D
B a ss a v e lo c ità d i a c c e ss o
W rit e o n c e , r e a d m a n y
B a ss o c o st o
P o rta b ilità
A lti c o n su m i e n e rg e tic i
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
C o m p o n e n ti h w d e l c o m p u te r
� � ��� � ��� � �
� � � � � � � ��� �� � �� � �� � � � � ��� � ��� � �� � � � � �� � � �� �� �� � � � ��� �
� � �
�� � � � � � �� � � �� � � ��� � �� � ��� ��� �
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il b u s
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il b u s
� E ` i l c a n a le fi sic o c h e m e tt e in c o m u n ic a zio n e le v a rie c o m p o n e n ti d e l c a lc o la to re • E ` c o m p o st o d a u n in sie m e d i f ili • In o g n i is ta n te , s u o g n i f ilo , p a ss a u n b it • S e il b u s è fo rm a to d a n fi li, p uò tr a sf e rir e n
b it c o n te m p o ra n e a m e n te • l’a m p ie zz a d e l b u s i n flu e n za la v e lo c ità d e l c o m p u te r
�������������������������������������������������������������������������������������������
Il b u s rif e ric h e d iv e rs e p o ss o n o u sa re ti p i d i b u s iv e rs i, a s e c o n d a d e lla v e lo c ità d i sm iss io n e d a ti ric h ie st a m e m o ria c e n tra le h a b iso g n o d i u n n a le m o lto p iù v e lo c e ris p e tt o a lle rif e ric h e ltr e a l b u s d i s ist e m a , i P C d i o g g i s o n o fo rn iti c h e d i u n in sie m e d i b u s l o c a li c h e lle g a n o le p e rif e ric h e a lla C P U
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
Il b u s
� In u n d a to is ta n te , s u l b u s p uò p a ss a re • u n d a to in tr a sf e rim e n to tr a C P U e m e m o ria o tr a
C P U e u n a p e rif e ric a • u n in d iri zz o c h e id e n tif ic a u n a p o siz io n e n e lla
m e m o ria a lla q u a le la C P U d e v e le g g e re o sc riv e re • u n se g n a le d i c o n tro llo , c o m e la s e le zio n e
d e ll’ u n ità c o in v o lta n e l t ra sf e rim e n to d a ti (s o rg e n te e d e st in a ta rio ) o la d e fin iz io n e d e lla
d ire zio n e d e llo s c a m b io ( le tt u ra o s c rit tu ra )
�������������������������������������������������������������������������������������������
o m p o n e n ti h w d e l c o m p u te r
� � ��� � ��� � �
� � � � � � � ��� �� � �� � �� � � � � ��� � ��� � �� � � � � �� � � �� �� �� � � ��� �
� � �
�� � � � � � �� � � �� � � ��� � �� � ��� ��� �
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e
� O g n i p e rif e ric a e ` c o st itu ita d a 3 c o m p o n e n ti • d e v ic e � d isp o sit iv o fi sic o • c o n tro lle r � c o m p o n e n te e le tt ro n ic a d i c o n tro llo • d e v ic e d riv e r � c o m p o n e n te s o ft w a re c h e d e v e e ss e re in st a lla ta in m e m o ria p e r il c o rre tt o fu n zio n a m e n to d e l d isp o sit iv o
�������������������������������������������������������������������������������������������
P e rif e ric h e - Il c o n tro lle r Il c o n tro lle r è re a liz za to s u u n c irc u ito
a m p a to
p u o ` e ss e re p iu ` o m e n o in te llig e n te a se c o n d a d e lla p e rif e ric a c h e c o n tro lla ic e v e g li o rd in i d a l p ro c e ss o re e li
p a rti sc e a l d isp o sit iv o fis ic o
c o sa fa re ( le g g e re /s c riv e re ), d o v e , q u a n to
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e - Il d riv e r
� Il d riv e r è il p ro g ra m m a c h e g e st isc e la
p e rif e ric a � V ie n e c o n se g n a to in sie m e a lla
p e rif e ric a ( d i s o lit o m e m o riz za to s u u n
C D -R O M ) e d e v e e ss e re in st a lla to in
m e m o ria • e ` p a rte d e l s o ft w a re d i s ist e m a
�������������������������������������������������������������������������������������������
P e rif e ric h e - P o rte
e rif e ric h e s o n o c o lle g a te fi sic a m e n te a l c o m p u te r
v e rs o o p p o rtu n e p o rte ( p re se )
o d a lità d i c o lle g a m e n to p uò e ss e re se ria le � tra sf e ris c e u n b it a lla v o lta � se rv e p e r il m o d e m o a lc u n i t ip i d i s ta m p a n te c h e n o n ric h ie d o n o u n a e le v a ta v e lo c ità d i t ra sm iss io n e � i c a v i p o ss o n o a v e re lu n g h e zz a a n c h e d i 3 0 0 m
a ra lle la � tra sf e ris c e n b it a lla v o lta � p e r s ta m p a n ti e a lc u n i d isp o sit iv i d i m e m o ria d i m a ss a � la lu n g h e zz a m a ss im a c o n se n tit a a i c a v i è d i 3 0 m
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e - Tip i d i P o rte
� S C S I ( S m a ll C o m p u te r S ta n d a rd In te rfa c e ) • p e rm e tt o n o d i c o lle g a re p iù c o m p o n e n ti
a lla s te ss a p o rta • g a ra n tis c o n o u n a e le v a ta v e lo c ità d i tra sm iss io n e • u tili zz a te p e r d isc o fi ss o , le tt o re C D -R O M , sc a n n e r
�������������������������������������������������������������������������������������������
P e rif e ric h e - Tip i d i P o rte
B ( U n iv e rs ia l S e ria l B u s) tra sm iss io n e m o lto p iù v e lo c e ris p e tt o a lla s e ria le � U S B 2 .0 fi n o a 4 8 0 M b /s , U S B 1 .1 fi n o a 1 2 M b /s
u tili zz a n o c a v i s o tt ili fa c ilit a n d o c o sì i c o lle g a m e n ti
p e rm e tt o n o il c o lle g a m e n to in s e rie d i d isp o sit iv i d iv e rs i ( fin o a 1 2 7 d isp o sit iv i)
d ist rib u isc o n o la c o rre n te � d isp o sit iv i a b a ss o c o n su m o n o n n e c e ss ita n o d i f ili d i a lim e n ta zio n e
p e rm e tt o n o d i a g g iu n g e re e rim u o v e re d isp o sit iv i a c o m p u te r a c c e so ( h o t p lu g g in g )
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e - Tip i d i P o rte
� Fir e W ire • st e ss e c a ra tt e ris tic h e d i b a se d e lle U SB • p iù v e lo c i d e lle U S B � Fir e W ire 4 0 0 fin o a 4 0 0 M b /s e c a v i f in o a 4 .5 m � Fir e W ire 8 0 0 fin o a 8 0 0 M b /s e c a v i f in o a 1 0 0 m (s e in fi b ra o tt ic a ) • p iù c o st o se
�������������������������������������������������������������������������������������������
P e rif e ric h e - Tip i d i P o rte
i- Fi ( IE E E 8 0 2 .1 1 ) • c o lle g a m e n to w ire le ss in c re sc e n te sv ilu p p o • lo s c a m b io d i d a ti a v v ie n e in a ss e n za d i fili v ia ra d io • so st itu isc e la c o n n e ss io n e a lla re te lo c a le v ia c a v o • b a n d a tr a 1 0 M b /s ( 8 0 2 .1 1 b ) e 5 4 M b /s (8 0 2 .1 1 g )
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e - Tip i d i P o rte
� In fra ro ss i • lo s c a m b io d i d a ti a v v ie n e in a ss e n za d i f ili a tt ra v e rs o u n ra g g io in fra ro ss o e m e ss o d a ll’ u n ità • la tr a ie tt o ria d e l r a g g io è u n a re tt a e q u in d i le p o rte d e i d isp o sit iv i d e v o n o e ss e re p e rfe tt a m e n te a llin e a te • il r a g g io in fra ro ss o n o n p uò e ss e re in te rro tt o , q u in d i n o n c i d e v o n o e ss e re o st a c o li t ra le d u e p o rte • u sa to s o lit a m e n te p e r c o lle g a re u n c o m p u te r a lla st a m p a n te in u ffi c io o a d u n te rm in a le p o rta tile tip o te le fo n o c e llu la re o P D A
�������������������������������������������������������������������������������������������
e rif e ric h e - M e m o rie d i m a ss a isc h i m a g n e tic i, C D , D V D , “ c h ia v i” U S B , z ip
d isp o sit iv i d i In p u t e O u tp u t
m o riz za n o g ra n d i q u a n tit a ` d i d a ti in m o d o rm a n e n te p o te n za s i m isu ra n e l n u m e ro d i b y te c h e n te n g o n o c o m p le ss iv a m e n te
u n h a rd d isk d a 6 0 G B m e m o riz za 6 4 4 2 4 5 0 9 4 4 0 c a ra tt e ri � c irc a l ’e q u iv a le n te d i 1 9 0 0 e n c ic lo p e d ie d a d ie c i v o lu m � ra tt e riz za b ili d a l t ip o d i a c c e ss o se q u e n zia le o c a su a le
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e - M e m o rie d i m a ss a
� � � � � �� � � � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � �� � � � � � � � � � � �� � � �� � � � � � �� �� � ��� � � � � �� �� � � �� �� �� ��� � �� � � �� ��� � � � � ��� �
� � ��
� � � ��
� � � ��
� � ��
� � ��
� � ���� � �� �� � �� ��� �� ��� � �� ��� �� � ��� � ��� �
�������������������������������������������������������������������������������������������
P e rif e ric h e - Il d isc o fi ss o isc o rig id o o h a rd d is k
p p o rto d i t ip o m a g n e tic o c o n c a p ie n za ( o g g i) d i e n tin a ia d i G ig a B y te
o siz io n a to a ll’ in te rn o d e llo c h a ss is
o n sis te d i u n a p ila d i d isc h i m a g n e tic i r ig id i ( d i t ip o in c h e st e r) fi ss a ti su u n p e rn o ro ta n te , r a c c h iu sa in u n o n te n ito re a te n u ta d ’a ria
p ro te zio n e d a lla p o lv e re in fo rm a zio n i v e n g o n o m e m o riz za te s u i d u e la ti d i ia sc u n d isc o
n in sie m e d i t e st in e , u n a p e r o g n i d isc o , le g g e e s c riv e i a ti m u o v e n d o si a v a n ti e in d ie tro ra d ia lm e n te
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e - Il d isc o fi ss o
� S u d d iv iso in tr a c c e ( c o n c e n tri c h e ) e s e tt o ri (p o rz io n i in te rn e a d u n a tr a c c ia )
� R u o ta a v e lo c ità c o st a n te
�������������������������������������������������������������������������������������������
A c c e ss o c a su a le
P e r e se g u ire u n ’o p e ra zio n e d i le tt u ra ( o sc rit tu ra ), la te st in a • ric e v e l’ in d iriz zo a l q u a le le g g e re ( sc riv e re ), c o st itu ito d a l n u m e ro d i t ra c c ia e d i s e tt o re , e la q u a n tità i b y te d a tr a sf e rir e • si m u o v e p o siz io n a n d o si su lla tr a c c ia sp e c ific a ta n e ll’ in d iriz zo • a sp e tt a c h e a rri v i il s e tt o re s p e c ific a to ( il d isc o è in ro ta zio n e ) • e se g u e l’ o p e ra zio n e d i le tt u ra o s c rit tu ra P e rif e ric h e - Il d isc o fi ss o
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
� Q u a n d o il c o m p u te r è a c c e so il d isc o fi ss o è se m p re in ro ta zio n e , p e r e v ita re p e rd ita d i t e m p o
p e r r a g g iu n g e re la v e lo c ità d i r e g im e • v ie n e c h ia m a to fis so p e rc hé n o n è e st ra ib ile
� A lc u n i s ist e m i p e rm e tt o n o a ll’ u te n te d i r ic h ie d e re
d i “ sp e g n e re ” a u to m a tic a m e n te il d isc o ( c io è d i fa rlo fe rm a re ) q u a n d o n o n v ie n e u tili zz a to • q u e st a p o ss ib ilità d i r isp a rm io e n e rg e tic o è u tile so p ra tt u tt o n e i p o rta tili q u a n d o s o n o u tili zz a ti se n za il filo
d i a lim e n ta zio n e P e rif e ric h e - Il d isc o fi ss o
��������������������������������������������������������������������������������������������
rg a n iz za zio n e d e i d a ti su l d isc o fis so è c o m p le ss a to c h e i file p o ss o n o c a m b ia re d im e n sio n e a
c e re ile s o n o g e st iti c o m e c o lle zio n i d i s e tt o ri (o b lo c c h i) e m o riz za ti d o v e c ’è s p a zio lib e ro , a n c h e n o n n tig u o ist e m a o p e ra tiv o m a n tie n e in u n ’a re a d e l d isc o fis so in fo rm a zio n i r e la tiv e a llo s p a zio lib e ro e a lla ric o st ru zio n e ” d i c ia sc u n fil e , s p a rp a g lia to in z o n e e rs e d e l d isc o ist e m i o p e ra tiv i d iv e rs i h a n n o c rit e ri d iv e rs i d i g e st io n l d isc o fis so P e rif e ric h e - Il d isc o fi ss o
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
� S e s i f a u n u so “ in te n siv o ” d e l d isc o , p uò su c c e d e re c h e lo s p a zio d isp o n ib ile s ia a n c o ra m o lto , m a m o lto fr a m m e n ta to � In q u e st i c a si è b e n e u tili zz a re u n p ro g ra m m a d i c o m p a tt a zio n e d e l d isc o , c h e s p o st a tu tt i i file in a re e c o n tig u e re n d e n d o c o sì d isp o n ib ile u n ’a re a d i b lo c c h i c o n tig u i P e rif e ric h e - Il d isc o fi ss o
�������������������������������������������������������������������������������������������
P e rif e ric h e - I f lo p p y d isk
c o li d isc h i m a g n e tic i e st ra ib ili, d i li m ita te
p a c ità ( 1 .4 4 M B in g e n e re )
m e i d isc h i r ig id i, so n o o rg a n iz za ti in tr a c c e e tt o ri su e n tra m b i i la ti e u tili zz a n o u n a te st in a c o m e isp o sit iv o d i le tt u ra e s c rit tu ra
n o p ro te tt i d a u n a c u st o d ia d i p la st ic a ( in o rig in e ss ib ile , d a c u i l’ a g g e tt iv o fl o p p y ) r p e rm e tt e rn e l’ e st ra zio n e , il d isc h e tt o è fe rm o e n e m e ss o in ro ta zio n e s o lo q u a n d o c ’è u n a h ie st a d i a c c e ss o v ia d i e st in zio n e , s o p p ia n ta ti d a a ltr i d isp o sit iv i o lto p iù c a p ie n ti e u g u a lm e n te p o c o c o st o si
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e - I n a st ri m a g n e tic i
� B a ss o c o st o � G ra n d e c a p ie n za ( o rd in e d e i G ig a B y te ) � A c c e ss o s e q u e n zia le le n to � N e c e ss a ria u n ’u n ità d i le tt u ra /s c rit tu ra d iv e rs a a se c o n d a d e l t ip o d i n a st ro � A lc u n i e se m p i: • Q IC ( Q u a rt e r I n c h C o m m itt e e ) • D A T ( D ig ita l A u d io T a p e ) • D LT ( D ig ita l L in e a r T a p e )
��������������������������������������������������������������������������������������������
P e rif e ric h e - I C o m p a c t D isc isp o sit iv i a le tt u ra o tt ic a d i g ra n d i c a p a c ità
e n tin a ia d i M e g a b y e ) rim i C D e ra n o d i s o la le tt u ra , e v e n iv a n o n q u e c h ia m a ti C D -R O M , o g g i n e e sis to n o d c riv ib ili (C D -R W ) i C D -R O M s o n o u tili p e r a rc h iv ia re d a ti c o n la g a ra n zia c h e i d a ti n o n p o ss o n o e ss e re c a n c e lla ti in fo rm a zio n i s o n o o rg a n iz za te a s p ira le d a l n tro v e rs o il b o rd o e st e rn o
a c c e ss o c a su a le e ` p o ss ib ile m a le n to
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e - I C o m p a c t D isc
� La m e m o riz za zio n e d e i d a ti a v v ie n e in c id e n d o d e i so lc h i s u lla s u p e rfi c ie d e l d isc o (p re se n za d e l s o lc o = 1 , a ss e n za = 0 )
� La le tt u ra a v v ie n e a tt ra v e rs o u n ra g g io la se r
� La v e lo c ità d i t ra sf e rim e n to d e lle in fo rm a zio n i
d ip e n d e d a lla v e lo c ità d i r o ta zio n e d e l d isc o , c h e a su a v o lta d ip e n d e s o lta n to d a l d isp o sit iv o d i le tt u ra • i d isp o sit iv i in c o m m e rc io s o n o c o n tra ss e g n a ti d a lla s ig la 2 x,
4 x, … , 1 6 x p e r in d ic a re la v e lo c ità d e l d isp o sit iv o ris p e tt o a i
p rim i m e ss i in c o m m e rc io
�������������������������������������������������������������������������������������������
P e rif e ric h e - I D V D
ig ita l V e rs a tile D isk
c a p a c ità d i m e m o riz za zio n e m o lto
a u m e n ta ta ( o rd in e d e i G ig a B y te ) g ra zie a lla
d e n sità d i s c rit tu ra p iù e le v a ta
d a ta la d iff e re n te d e n sità d i m e m o riz za zio n e , il
d isp o sit iv o d i le tt u ra d i D V D è d iv e rs o d a
q u e llo d i C D il l e tt o re d i D V D è c a p a c e d i le g g e re a n c h e i
C D m a n o n v ic e v e rs a
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e - In p u t
� I d isp o sit iv i d i in p u t a c q u isis c o n o d a ti
d a ll’ e st e rn o e li tra d u c o n o in u n fo rm a to c o n so n o a l c a lc o la to re • ta st ie ra • d isp o sit iv i d i p u n ta m e n to • m ic ro fo n o • sc a n n e r
�������������������������������������������������������������������������������������������
P e rif e ric h e - La T a st ie ra La ta st ie ra è il d isp o sit iv o c h e p e rm e tt e ll’ u te n te d i d ig ita re i c o m a n d i e se rir e d a ti La p re ss io n e d e l d ito s u o g n i t a st o
e n e ra u n s e g n a le e le tt ric o
o rri sp o n d e n te a l t a st o s e le zio n a to ,
h e v ie n e in v ia to a l p ro c e ss o re
���������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati
P e rif e ric h e - P u n ta m e n to � P e rm e tt o n o a ll’ u te n te d i s e le zio n a re le e n tità
g ra fic h e p re se n ta te s u llo s c h e rm o a lle q u a li so n o a ss o c ia ti d e i c o m a n d i • m o u se � M e c c a n ic o : m o ss o s u u n a s u p e rfi c ie rig id a , lo s p o st a m e n to d e l c u rs o re s u llo s c h e rm o è b a sa to s u l m o v im e n to d i u n a s fe ra d i g o m m a p o st a a lla b a se d e l d isp o sit iv o , e s o lid a le c o n d u e ro te lle c h e ril e v a n o lo s p o st a m e n to in d ire zio n i o rto g o n a li � O tt ic o : a lla b a se d e l d isp o sit iv o s o n o p re se n ti u n a s o rg e n te lu m in o sa ( LE D , li g h t e m itt in g d io d e ) e u n fo to rile v a to re c h e tr a sf o rm in in d ic a zio n i d i m o v im e n to le in te rru zio n i d e l f a sc io d o v u te a l m o v im e n to d e l d isp o sit iv o s u lla s u p e rfi c ie d i a p p o g g io
�������������������������������������������������������������������������������������������
to u c h p a d � p ic c o la s u p e rfi c ie s u lla q u a le u n a m a tri c e d i se n so ri id e n tif ic a il m o v im e n to d e l p o lp a st re llo tra c k b a ll � il m e c c a n ism o d i f u n zio n a m e n to è lo s te ss o d e
m o u se , m a la m a n o d e ll’ o p e ra to re m u o v e
d ire tt a m e n te la s fe ra c h e in d ic a il m o v im e n to P e rif e ric h e - P u n ta m e n to
�������������������������������������������������������������������������������������������� HardwareVioletta Lonati