Personal computer/Architettura: differenze tra le versioni

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→‎Architettura del calcolatore: la considero completa
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==Architettura del calcolatore==
 
La concezione che abbiamo oggi di calcolatore multifunzione di tipo generale è basata su un concetto teorico di circa cinquanta anni fa. [[w:John_Von_Neumann|Von Neumann]] la elaborò come una macchina digitale ad esecuzione sequenziale e programma memorizzato, questo permette di esprimere il concetto di funzionamento desiderato in termini di sequenza di istruzioni (il programma) memorizzate su un supporto di memoria, in modo da poter cambiare funzionamento semplicemente cambiando il programma in esecuzione.
 
A costituire la struttura di un calcolatore sono:
* '''linguaggio macchina''' o ''Instruction Set Architecture - [[w:Instruction_set|ISA]]'' ovvero un set di istruzioni che si pongono come interfaccia all'utente per le operazioni che svolge il calcolatore
* '''struttura interna''' l'insieme di blocchi interconnessi, ognuno costituente un sottosistema logico della macchina
* '''realizzazione circuitale''' ovvero la tecnologia microelettronica alla base del sistema
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* Le '''Interfacce''' o ''registri di Input/Output'' con il compito di interfacciarsi ai dispositivi di input/output (memoria di massa, monitor, tastiera, stampante, ...); sono detti anche buffer.
 
A permettere la comunicazione, e quindi lo scambio dati, tra questi tre blocchi vi è il '''[[w:Bus|Bus]] di sistema'''. Fino agli anni novanta il bus era un unico canale di comunicazione, con l'enorme crescita delle prestazioni della CPU e l'impiego di memorie ''cache'' la struttara a bus unico venne abbandonata per far spazio alle attuali architetture che prevedono più bus. Vi è quindi un bus ad altissima velocità per il trasferimento di dati tra memoria cache, memoria centrare e CPU, un bus a prestazioni più basse che collega i dispositivi periferici.
 
Il moderno sviluppo dell'informatica sta avvenendo soprattutto nell'ambito dei processori. Resta infatti la struttura di comunicazione, detta BUS, una delle parti più lente della macchina. Approssimativamente, possiamo dire che mentre i più recenti processori hanno frequenze di Clock che vanno dai 4 ai 6 GHz, la frequenza del clock del BUS, non va, nei computer a più alte prestazioni, oltre gli 800 MHz. Una tale differenza provoca inevitabilmente dei colli di bottiglia. L'unica altra parte del computer che è più lenta è il disco rigido.
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* Bus Dati, ha il parallelismo della cpu e scambia istruzioni e dati con gli altri ''bus agent'', ovvero memoria e I/O
* Bus di controllo, contiene informazioni che permettono all'agente ''master'' (la CPU) il controllo degli agenti ''slave'' (memoria e interfacce), quali ad esempio il ''Memory Read Command'', ''Memory Write Command'', ...
* Bus di indirizzi, ha la dimensione dello spazio di indirizzamento della memoria (l'[[Personal_computer/Mapping/CPU#CPU_8088|8086]] aveva 20 bit di indirizzo, gli attuali calcolatori hanno 32 o anche 36 bit)