Podcast
Questions and Answers
Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente il ruolo dell'architettura del calcolatore nel contesto della programmazione?
Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente il ruolo dell'architettura del calcolatore nel contesto della programmazione?
Quale delle seguenti componenti NON è inclusa tra i cinque sottosistemi principali dell'architettura di Von Neumann?
Quale delle seguenti componenti NON è inclusa tra i cinque sottosistemi principali dell'architettura di Von Neumann?
Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente la relazione tra l'architettura del calcolatore e il set di istruzioni?
Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente la relazione tra l'architettura del calcolatore e il set di istruzioni?
Quale delle seguenti caratteristiche NON è tipica della memoria in un'architettura di calcolatore?
Quale delle seguenti caratteristiche NON è tipica della memoria in un'architettura di calcolatore?
Signup and view all the answers
Quali sono le due unità principali che compongono la CPU (Central Processing Unit)?
Quali sono le due unità principali che compongono la CPU (Central Processing Unit)?
Signup and view all the answers
Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente la funzione della memoria in un'architettura di calcolatore?
Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente la funzione della memoria in un'architettura di calcolatore?
Signup and view all the answers
Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente il concetto di "guscio" nell'architettura del calcolatore?
Quale delle seguenti affermazioni descrive correttamente il concetto di "guscio" nell'architettura del calcolatore?
Signup and view all the answers
Quale delle seguenti affermazioni è FALSA in relazione all'architettura di Von Neumann?
Quale delle seguenti affermazioni è FALSA in relazione all'architettura di Von Neumann?
Signup and view all the answers
Qual è la capacità massima di una singola locazione di memoria?
Qual è la capacità massima di una singola locazione di memoria?
Signup and view all the answers
Cosa significa 'Random Access Memory' (RAM)?
Cosa significa 'Random Access Memory' (RAM)?
Signup and view all the answers
Quali dispositivi sono considerati periferiche di input/output?
Quali dispositivi sono considerati periferiche di input/output?
Signup and view all the answers
Qual è un esempio di come un'unità di input opera?
Qual è un esempio di come un'unità di input opera?
Signup and view all the answers
Che cosa sono le 'parole di memoria'?
Che cosa sono le 'parole di memoria'?
Signup and view all the answers
Quale affermazione riguardo alla RAM è corretta?
Quale affermazione riguardo alla RAM è corretta?
Signup and view all the answers
Cosa rappresenta un diagramma della memoria di un computer?
Cosa rappresenta un diagramma della memoria di un computer?
Signup and view all the answers
Qual è la funzione principale di un'unità di output?
Qual è la funzione principale di un'unità di output?
Signup and view all the answers
Qual è il compito principale della CPU?
Qual è il compito principale della CPU?
Signup and view all the answers
Qual è una caratteristica fondamentale dell'architettura di Von Neumann?
Qual è una caratteristica fondamentale dell'architettura di Von Neumann?
Signup and view all the answers
Cosa rappresenta l'ALU nel contesto della CPU?
Cosa rappresenta l'ALU nel contesto della CPU?
Signup and view all the answers
Qual è uno svantaggio dell'architettura a bus?
Qual è uno svantaggio dell'architettura a bus?
Signup and view all the answers
Cosa fa un driver in relazione alle periferiche?
Cosa fa un driver in relazione alle periferiche?
Signup and view all the answers
Qual è la funzione principale del program counter?
Qual è la funzione principale del program counter?
Signup and view all the answers
Cosa implica il principio del programma memorizzato?
Cosa implica il principio del programma memorizzato?
Signup and view all the answers
Qual è un risultato dell'utilizzo di bus in mutua esclusione?
Qual è un risultato dell'utilizzo di bus in mutua esclusione?
Signup and view all the answers
Flashcards
Architettura del Calcolatore
Architettura del Calcolatore
L'interfaccia di più basso livello del computer, visibile ai programmatori esperti.
CPU (Unità Centrale di Elaborazione)
CPU (Unità Centrale di Elaborazione)
La CPU è composta dall'Unità di Controllo e dall'Unità Aritmetico/Logica (ALU).
Memoria
Memoria
La memoria è composta da locazioni discrete, ciascuna delle quali memorizza 1 byte di dati.
Indirizzo di Memoria
Indirizzo di Memoria
Signup and view all the flashcards
Contenuto di Memoria
Contenuto di Memoria
Signup and view all the flashcards
Capacità di Memoria
Capacità di Memoria
Signup and view all the flashcards
Architettura di Von Neumann
Architettura di Von Neumann
Signup and view all the flashcards
Set di Istruzioni
Set di Istruzioni
Signup and view all the flashcards
Locazioni di memoria
Locazioni di memoria
Signup and view all the flashcards
Byte
Byte
Signup and view all the flashcards
Parola di memoria
Parola di memoria
Signup and view all the flashcards
RAM
RAM
Signup and view all the flashcards
Accesso casuale (RAM)
Accesso casuale (RAM)
Signup and view all the flashcards
Unità di input/output
Unità di input/output
Signup and view all the flashcards
Periferiche
Periferiche
Signup and view all the flashcards
Memorie di massa
Memorie di massa
Signup and view all the flashcards
Dispositivi di memorizzazione
Dispositivi di memorizzazione
Signup and view all the flashcards
Driver
Driver
Signup and view all the flashcards
Central Processing Unit (CPU)
Central Processing Unit (CPU)
Signup and view all the flashcards
Collegamento a BUS
Collegamento a BUS
Signup and view all the flashcards
Ciclo macchina
Ciclo macchina
Signup and view all the flashcards
Unità ALU
Unità ALU
Signup and view all the flashcards
Principio del programma memorizzato
Principio del programma memorizzato
Signup and view all the flashcards
Study Notes
Informazioni Generali sul Corso
- Il corso si chiama Informatica (Fisica - Informatica - Statistica).
- È un corso di Laurea Magistrale a ciclo unico in Medicina Veterinaria.
- L'anno accademico è 2024/2025.
- Il coordinatore del corso integrato è il Prof. Nicola Toschi.
- Il docente del corso di Informatica è il Dr. Luigi Vesce.
- L'indirizzo email del docente è [email protected].
Architettura del Calcolatore
-
L'architettura del set di istruzioni di un calcolatore descrive le caratteristiche del sistema che influenzano l'esecuzione di un programma, inclusi i dettagli visibili al programmatore (anche i compilatori).
-
L'organizzazione del calcolatore si riferisce alle unità operazionali e alle loro interconnessioni ad alto livello, implementando le specifiche dell'architettura del set di istruzioni.
-
L'hardware si riferisce alle specifiche del calcolatore, inclusi logico-digitale e la tecnologia di packaging.
Architettura del Set di Istruzioni
-
L'architettura del set di istruzioni si riferisce all'insieme delle istruzioni, al numero di bit per i tipi di dati e alle tecniche di indirizzamento della memoria.
-
L'insieme delle istruzioni rappresenta un'interfaccia critica tra l'hardware e il software di basso livello.
-
Le caratteristiche del sistema sono viste dal programmatore, distinte dall'organizzazione dei flussi di dati e dei controlli del progetto logico e dall'implementazione fisica.
Set di Istruzioni
-
Un set di istruzioni è l'insieme delle istruzioni elementari di una CPU.
-
I computer possono eseguire circa 100 diverse istruzioni (ordine di grandezza).
-
Ci sono circa 20 tipi di operazioni distinte, ma servono diverse istruzioni per sommare byte, parole di memoria e numeri decimali.
-
Ci sono processori RISC (Reduced Instruction Set Computer) e CISC (Complex Instruction Set Computer).
-
Le operazioni sono elementari, tutto ciò che richiede il computer deve essere ricondotto a queste operazioni elementari supportate direttamente dall'hardware.
Organizzazione del Calcolatore
-
L'organizzazione di un calcolatore si riferisce alle capacità e alle caratteristiche funzionali principali del sistema, ai segnali di controllo scambiati tra le unità funzionali e all'organizzazione del sottosistema di memorizzazione.
-
Il termine "architettura di un calcolatore" include l'architettura del set di istruzioni, l'organizzazione e l'hardware.
Architettura del Calcolatore - Von Neumann
-
L'architettura di Von Neumann (1946) specifica i compiti che un calcolatore deve svolgere memorizzando dati, istruzioni, eseguendo istruzioni su dati, controllando il flusso di esecuzione e comunicando con utenti e altri dispositivi.
-
Ci sono sottosistemi di elaborazione, memorizzazione, interconnessione e interfaccia.
Schema dei Sottosistemi Principali
- I cinque sottosistemi principali del computer includono l'Unità di Controllo e l'Unità Aritmetico-Logica (ALU) nella CPU (Central Processing Unit), la Memoria, l'Unità di Input e l'Unità di Output.
Schema - Interconnessione
-
Il processo racchiude l'Unità di Controllo, l'Unità di Elaborazione Dati e la Memoria, insieme ai dispositivi di Input/Output (I/O).
-
L'interconnessione avviene attraverso un Bus che trasporta dati, indirizzi e segnali di controllo.
La Scheda Madre
-
La scheda madre (motherboard) è la base della struttura del computer, connettendo le varie componenti, incluso il processore, la memoria e i dispositivi di input/output.
-
Contiene il bus, i controlli di stato della macchina e l'alimentazione.
-
Alcune schede madre incorporano funzionalità aggiuntive come controller per dischi rigidi, floppy disk, schede audio e video integrate.
La Scheda Madre (Dettagli)
- La scheda madre include vari componenti come schede ISA e PCI, connettori per hard disk, alimentatore, porte parallele, connettore floppy disk, memoria SIMM, batteria CMOS, connessioni per il pannello frontale e per la CPU, e memoria cache.
Unità Centrale di Elaborazione
-
L'unità centrale di elaborazione (CPU) è composta dall'ALU (arithmetic logic unit) che esegue operazioni aritmetiche e logiche, e dall'unità di controllo che attiva e controlla le operazioni di input e output dei dati.
-
Le prestazioni della CPU dipendono dalla velocità di clock (espressa in MHz o GHz) che misura il numero di cicli eseguiti al secondo.
Memoria
-
La memoria contiene il programma in esecuzione e i dati su cui il programma opera.
-
Caratteristiche della memoria: locazioni discrete, indirizzi (numeri interi da 0 in poi) e contenuto (sequenze di bit) ha una capacità finita.
Locazioni di Memoria
-
Le locazioni di memoria sono rappresentate come rettangoli, con l'indirizzo indicato sopra e il valore contenuto nel rettangolo.
-
Le locazioni di memoria contengono un byte (caratteri ASCII o numeri da 0 a 255).
-
I programmatori possono raggruppare più locazioni consecutive per memorizzare dati più complessi (parole di memoria).
RAM (Random Access Memory)
-
La RAM è una memoria ad accesso casuale capace di accedere a qualsiasi locazione in tempo costante.
-
È misurata in megabyte (MB) o gigabyte (GB).
-
Una maggiore capacità di RAM consente di gestire programmi e dati più grandi senza problemi di spazio.
Unità di Input e Output
-
Le unità di input e output consentono al computer di comunicare con l'esterno.
-
Le periferiche (come tastiera, mouse, monitor, stampante, hard disk, USB drive) codificano/decodificano l'informazione scambiandola con il computer.
Le periferiche
-
La tastiera trasforma la pressione dei tasti in dati binari.
-
Il monitor visualizza informazioni dalla memoria del computer in forma visiva.
-
Dispositivi come USB drive e hard disk memorizzano dati permanentemente per il recupero futuro.
Il monitor
-
I monitor LCD utilizzano cristalli liquidi e campi elettrici per visualizzare immagini.
-
I display a matrice attiva sono più costosi, ma offrono un migliore contrasto e angolo visuale.
-
I display a colori utilizzano più strati di filtro per produrre colori.
Un Driver per Ogni Periferica
-
Ogni periferica richiede un driver specifico per la comunicazione con il computer.
-
Il driver traduce il segnale della periferica in un formato comprensibile al sistema.
La CPU
-
La CPU (Central Processing Unit) include la cache (L1 e L2), la memoria principale (RAM) e la BIOS.
-
La CPU gestisce le memorie di massa (hard disk, floppy disk, CD-ROM, tape) tramite i controllori.
Collegamento a BUS
-
Il bus è un'unica linea di connessione che consente la comunicazione tra i diversi dispositivi.
-
Il suo utilizzo è semplice, standardizzato e veloce.
CPU e memoria
-
La CPU esegue i comandi memorizzati in memoria.
-
Esistono differenti architetture, come quella di Von Neumann, dove CPU e memoria condividono un unico bus.
Architettura di Von Neumann
- L'architettura di Von Neumann include diversi registri importanti, come il Program Counter (PC), l'Instruction Register (IR), il Data Register (DR), e l'Address Register (AR).
Il ciclo memoria
- Il ciclo della macchina è suddiviso in 5 passi: fetch istruzione, decodifica istruzione, fetch dati, esecuzione istruzione e restituzione risultato.
Unità ALU
-
L' unità ALU esegue operazioni aritmetiche e logiche e supporta operazioni come addizioni, sottrazioni, moltiplicazioni e confronti.
-
Le operazioni vengono effettuate attraverso circuiti hardware.
Principio del programma memorizzato
- Il programma memorizzato consente di eseguire un programma leggendo le istruzioni dalla memoria in sequenza, ad eccezione delle istruzioni di salto (JUMP) che modificano la sequenza di esecuzione.
Il Program Counter
-
Il Program Counter (PC) memorizza l'indirizzo dell'istruzione successiva da eseguire.
-
Il PC viene incrementato di 4 byte ad ogni ciclo macchina, per puntare all'istruzione successiva.
Istruzioni di salto
-
Le istruzioni di salto consentono di modificare la normale sequenza di esecuzione del programma in base a determinate condizioni.
-
L'indirizzo dell'istruzione saltare viene specificato nell'istruzione.
Esempio di Istruzione
-
Esempi concreti di istruzioni di un programma, mostrando come vengono codificate e eseguite le istruzioni in linguaggio macchina (ADD).
-
Stato della CPU prima del fetch di una istruzione ADD.
Esempio di istruzione – fetch istruzione
- Il computer recupera l'istruzione dalla memoria specificata dal Program Counter (PC).
Esempio di istruzione – decodifica istruzione
- L'istruzione viene decodificata, l'ALU configurata per l'operazione richiesta, e calcolati gli indirizzi degli operandi sorgente e destinazione.
Esempio di istruzione – fetch dati
- Gli operandi sorgente vengono recuperati dalla memoria e trasferiti nell'ALU.
Esempio di istruzione – esecuzione istruzione
- L'operazione specifica dell'istruzione (es. somma) viene eseguita nell'ALU.
Esempio di istruzione – restituzione risultato
- Il risultato dell'operazione viene trasferito alla locazione di memoria specificata dall'istruzione.
Studying That Suits You
Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.
Related Documents
Description
Questo quiz esplora i concetti fondamentali dell'architettura del calcolatore e del set di istruzioni. Gli studenti approfondiranno le caratteristiche dei sistemi che influenzano l'esecuzione dei programmi e come l'hardware e l'organizzazione del calcolatore sono implementati. È un'importante area di studio per gli studenti di informatica e medicina veterinaria.
