Architettura dei Computer - Capitolo 1
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Questions and Answers

Quale metodo di trasmissione richiede bit di start e stop per garantire la sincronizzazione?

  • Trasmissione dati a flusso continuo
  • Trasmissione seriale sincrona
  • Trasmissione parallela
  • Trasmissione seriale asincrona (correct)

    • Qual è la principale differenza tra la trasmissione seriale e quella parallela?

  • La trasmissione parallela utilizza bit di start e stop.
  • La trasmissione seriale invia dati contemporaneamente su più linee.
  • La trasmissione seriale richiede una frequenza di clock per il sincronismo.
  • La trasmissione parallela è generalmente più veloce della seriale. (correct)

    • In che modo la CPU effettua un'operazione di output?

  • Invia una richiesta di dati a un'unità di memoria.
  • Legge il dato da una periferica di input.
  • Scrive un dato su una periferica di output. (correct)
  • Controlla gli indirizzi di memoria per l'input.

    • Quale tecnica permette alla CPU di 'interrogare' ciclicamente una periferica?

    <p>Gestione in polling</p> Signup and view all the answers

    Cos'è la sezione di Input/Output (I/O)?

    <p>Un'area di memoria riservata per gestire i dispositivi di I/O.</p> Signup and view all the answers

    Cosa comporta l'operazione di ingresso (input) per la CPU?

    <p>Leggere un dato da una periferica di ingresso.</p> Signup and view all the answers

    Cosa accade se una periferica ha bisogno di più spazio per funzionare?

    <p>Può utilizzare la memoria generale del sistema.</p> Signup and view all the answers

    Quale dei seguenti segnali determina la scrittura oppure la lettura del dato?

    <p>Segnali di controllo</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione principale del Program Counter (PC)?

    <p>Memorizzare l'indirizzo della prossima istruzione da eseguire</p> Signup and view all the answers

    Cosa significa l'istruzione assembly MOV R1,[0042h]?

    <p>Trasferire il contenuto della locazione di memoria 0042h nel registro R1</p> Signup and view all the answers

    Qual è la dimensione delle locazioni di memoria nel contesto descritto?

    <p>1 Byte</p> Signup and view all the answers

    Che tipo di bus è utilizzato nella CPU descritta?

    <p>Bus dati a 8 linee e bus indirizzi a 16 linee</p> Signup and view all the answers

    Quale valore sarà presente nel registro R1 dopo l'esecuzione dell'istruzione MOV R1,[0042h] se il contenuto della locazione 0042h è F4h?

    <p>F4h</p> Signup and view all the answers

    Quanti byte occupa la codifica binaria dell'istruzione MOV R1,[0042h]?

    <p>3 Byte</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è corretta riguardo il set di istruzioni di un processore?

    <p>Ogni processore ha un proprio set di microprogrammi che consente di eseguire istruzioni</p> Signup and view all the answers

    Come si traduce l'istruzione assembly in linguaggio binario?

    <p>Attraverso un assemblatore</p> Signup and view all the answers

    Qual è il principale svantaggio della tecnica di polling?

    <p>Richiede un’interrogazione continua dei Flag.</p> Signup and view all the answers

    Che cosa accade quando una periferica invia un segnale alla CPU?

    <p>La CPU interrompe il programma e ne avvia un altro.</p> Signup and view all the answers

    Quale tecnica è comunemente utilizzata per il trasferimento di dati ad alta velocità?

    <p>DMA</p> Signup and view all the answers

    Qual è il ruolo del MAR durante la fase di esecuzione?

    <p>Contiene l'indirizzo della locazione di memoria da attivare.</p> Signup and view all the answers

    Qual è lo scopo della tecnica dell'interrupt?

    <p>Interrompere la CPU per gestire un'altra routine.</p> Signup and view all the answers

    Come funziona la tecnica di polling?

    <p>La CPU legge i Flag di stato delle periferiche in modo sequenziale.</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo ai processori CISC?

    <p>La loro architettura consente un accesso complicato alla memoria.</p> Signup and view all the answers

    Qual è un vantaggio delle architetture CISC?

    <p>Rendono più facile la compilazione del software.</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica il Flag di stato di una periferica?

    <p>La periferica ha dati pronti e disponibili.</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione descrive meglio la tecnica del DMA?

    <p>Permette il trasferimento diretto dei dati senza l'intervento della CPU.</p> Signup and view all the answers

    Cosa succede quando viene letta un'istruzione di HALT?

    <p>Il controllo passa al sistema operativo.</p> Signup and view all the answers

    Perché l'interrupt è considerato più efficiente rispetto al polling?

    <p>Non occupa tempo della CPU durante l'attesa di eventi.</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti caratteristiche è tipica delle macchine RISC?

    <p>Hanno insiemi di istruzioni relativamente piccoli.</p> Signup and view all the answers

    Quale degli elementi seguenti descrive meglio il ciclo di esecuzione in un sistema di elaborazione?

    <p>Fetch, decode, execute, halt.</p> Signup and view all the answers

    Perché le istruzioni nelle architetture CISC sono considerate più lente?

    <p>Perché utilizzano modalità di accesso alla memoria complesse.</p> Signup and view all the answers

    Cosa determina il linguaggio macchina di un calcolatore?

    <p>L'architettura interna del calcolatore.</p> Signup and view all the answers

    Qual è uno svantaggio principale dei processori RISC?

    <p>È difficile per i compilatori tradurre il linguaggio di alto livello in istruzioni RISC.</p> Signup and view all the answers

    Quale processore non è identificato come utilizzante l'architettura RISC?

    <p>Intel Core Duo</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione descrive meglio il successo dei processori CISC?

    <p>Hanno una grande base utenti grazie alla compatibilità software.</p> Signup and view all the answers

    Qual è una caratteristica principale del processore 8086?

    <p>Accede spesso alla memoria per salvare dati temporanei.</p> Signup and view all the answers

    Come vengono tradotte le istruzioni complesse delle architetture Intel moderne?

    <p>Vengono tradotte in istruzioni più semplici.</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alle linee del DBUS e dell'ABUS nel processore 8086?

    <p>Le linee sono in comune per indirizzi e dati.</p> Signup and view all the answers

    Quali sono i requisiti hardware maggiori per le Alu dei processori CISC rispetto a quelle RISC?

    <p>Maggiore complessità a livello circuitale.</p> Signup and view all the answers

    Quanto è più lento il processore 8086 rispetto ai processori moderni?

    <p>400 volte più lento.</p> Signup and view all the answers

    Quale operazione si verifica quando il processore trasferisce dati a memoria?

    <p>Operazione di scrittura</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta il termine 'master' nel contesto del bus?

    <p>Un dispositivo capace di iniziare un trasferimento di dati</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione descrive correttamente le linee di controllo sul bus?

    <p>R/W indica se si tratta di un'operazione di lettura o scrittura</p> Signup and view all the answers

    Qual è la dimensione massima di memoria che un processore con bus di indirizzi a 16 bit può indirizzare?

    <p>65.536 posizioni di memoria</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica la linea I/O-Mem nel contesto del bus?

    <p>La direzione del trasferimento di dati</p> Signup and view all the answers

    Cosa sono i dispositivi 'slave' in un sistema di bus?

    <p>Dispositivi che dipendono dal master per comunicare</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione principale dell'interfaccia nel contesto delle periferiche?

    <p>Controllare il trasferimento di dati tra CPU e periferiche</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo alla dimensione dei bus?

    <p>La dimensione del Dbus determina la massima quantità di dati trasferibili</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Introduzione

    • La dispensa fornisce informazioni su Bus, CPU, componenti, CISC e RISC.
    • L'approfondimento è basato sul libro di testo (Capitolo 1).

    Bus

    • In passato, i processori erano lenti, usando un unico BUS di sistema per lettura e scrittura.
    • Le architetture moderne utilizzano più BUS, specializzati in diversi tipi di traffico.
    • Le principali tipologie di BUS sono: SystemBUS o local BUS e BUS di espansione.
    • Il BUS di sistema collega la CPU alla memoria di sistema ed è veloce, mentre il BUS di espansione collega altri dispositivi (ad esempio, disco fisso, schede audio e video) ed è più lento.
    • Esistono diversi tipi di BUS di espansione, come PCI, USB, AGP, PCI Express, FireWire e altri.
    • I BUS di espansione sono circuiti elettrici che permettono alle schede di espansione di comunicare con la CPU, risolvendo eventuali conflitti.
    • Un BUS di sistema è composto da un insieme di pin (piedini), ciascuno con una specifica funzionalità.
    • I segnali su un BUS di sistema possono essere unidirezionali (CPU verso esterno, esterno verso CPU), oppure bidirezionali.
    • Il numero e il tipo di segnali variano a seconda del modello di CPU.
    • I BUS, in base al modello di Von Neumann, permettono alla CPU di comunicare con il resto del sistema.
    • Il numero di linee dei BUS varia a seconda dell'architettura ed è notevolmente aumentato per migliorare le prestazioni del sistema.
    • Le linee del bus dati sono bidirezionali, e servono per il trasferimento di dati e/o istruzioni dalla memoria alla CPU e viceversa.
    • Ogni linea può trasportare un bit (0 o 1). Un bus dati a 16 linee, ad esempio, può trasferire fino a 16 bit in parallelo.
    • Il trasferimento avviene in parallelo e sincrono al clock, e serve per trasferire il contenuto della memoria, o il risultato di un'operazione.
    • Le linee del bus indirizzi sono monodirezionali e collegano la CPU ai dispositivi di decodifica, trasportando l'indirizzo di cella nella memoria o nella periferica coinvolta.
    • Il numero delle linee del bus indirizzi determina la dimensione della memoria indirizzabile.
    • Le linee del bus di controllo trasportano segnali precisi, ognuno responsabile di un particolare compito (entrata o uscita).
    • I segnali di controllo sono indipendenti tra loro e hanno un significato proprio, a differenza degli altri bus.
    • Alcuni segnali di controllo sono: Lettura (RD), Scrittura (WR), Memoria (MEM), Input/Output (I/O).
    • Un ulteriore segnale è il Clock, il segnale di temporizzazione, seguito da Interrupt Request (INTR), Interrupt Acknowledge (INTA), e Interrupt Non Mascherabile (NMI).

    Input/Output

    • I dispositivi esterni (periferiche) si collegano al BUS tramite circuiti di controllo (interfacce).
    • Le periferiche si classificano come input (dati dall'esterno al sistema, come tastiera, mouse, touchscreen, microfono) o output (dati dal sistema all'esterno, come monitor, stampante, casse audio).
    • I sistemi operativi usano dispositivi hardware (controller) e software (driver) per gestire le periferiche.
    • Lo standard Plug&Play consente l'autoconfigurazione dei dispositivi.
    • Ogni periferica I/O ha un range di indirizzi di I/O riservato (registri di I/O o porte I/O).
    • I dispositivi possono utilizzare la memoria generale se necessario, usando la tecnica di mapping in memoria.
    • Le tecniche di gestione I/O includono il polling (interrogazione ciclica della periferica) e le interruzioni (segnali dalla periferica alla CPU per interrompere la programmazione in corso).
    • Esistono anche le tecniche DMA (Direct Memory Access) per trasferimenti ad alta velocità, senza l'intervento della CPU.

    CPU e sue componenti

    • La CPU è l'unità centrale di elaborazione suddivisa in: Unità aritmetico-logica (ALU), Unità di Controllo (CU), e Registri.
    • L'ALU esegue operazioni aritmetiche e logiche.
    • La CU governa ed impartisce gli ordini all'ALU.
    • I Registri sono piccole aree di memoria veloci per archiviare dati utilizzati durante i calcoli.
    • L'Unità di Controllo preleva le istruzioni dalla memoria principale, gestisce il loro riconoscimento e coordina le operazioni del processore.
    • L'ALU esegue le operazioni aritmetiche e logiche richiesto dalla CU.
    • I registri interni includono MDR (Memory Data Register), MAR (Memory Address Register), e IR (Instruction Register), utilizzati per trasferire dati tra la memoria e i dispositivi, memorizzare gli indirizzi delle celle di memoria, e memorizzare i codici delle istruzioni durante la fase di fetch.
    • Il PC (Program Counter) è un registro che contiene l'indirizzo dell'istruzione successiva da eseguire.
    • Il PSW (Process Status Word) è un registro che contiene le informazioni sulle condizioni del sistema (flag).
    • I registri generali sono registri non specializzati e vengono utilizzati per memorizzare i dati temporaneamente.

    Insieme delle istruzioni (RISC e CISC)

    • Ogni CPU ha un insieme di istruzioni (ISA), che sono specifiche per la macchina e utilizzate per programmarla.
    • Le architetture, come CISC (Complex Instruction Set Computing) o RISC (Reduced Instruction Set Computing), differiscono per il numero e la complessità delle istruzioni. Le istruzioni CISC sono generalmente complesse e quindi più compatte, ma hanno un maggior numero di operazioni, mentre nelle istruzioni RISC queste operazioni sono più semplici, il che rende l'esecuzione più veloce.
    • I processori RISC sono più moderni e più veloci.
    • Attualmente i processori utilizzano architetture ibride.

    Ciclo di esecuzione delle istruzioni

    • Le istruzioni vengono eseguite in un ciclo iterativo (Fetch, Decode, Execute, Store).
    • Fetch: la CPU preleva l'istruzione indirizzata dal PC dalla memoria.
    • Decode: la CPU decodifica l'istruzione per comprendere il tipo di operazione da eseguire.
    • Execute: la CPU esegue l'istruzione.
    • Store: la CPU salva il risultato dell'istruzione nella memoria o in un registro, e poi incrementa il PC all'istruzione successiva.

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    Questo quiz esplora i concetti fondamentali sull'architettura dei computer, inclusi bus, CPU, e le differenze tra CISC e RISC. Si basa sul Capitolo 1 del libro di testo e fornisce una comprensione dei componenti e delle loro interazioni. È ideale per studenti che vogliono approfondire le architetture moderne e storiche dei processori.

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