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L'architettura di Von Neumann è fondamentale per i computer digitali, con componenti come CU, ALU, Memoria e I/O. La gerarchia delle memorie, dai Registri alla Memoria di Massa, ottimizza prestazioni e costi.
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L'Unità di Controllo interpreta le istruzioni dalla memoria e coordina le operazioni del processore
L'ALU esegue le operazioni aritmetiche e logiche
La memoria è suddivisa in celle, ciascuna con un proprio indirizzo, e può contenere sia dati che istruzioni
I dispositivi di I/O permettono la comunicazione con l'esterno
I registri, integrati nel processore, contengono dati immediatamente disponibili per le operazioni della CPU
La cache, suddivisa in livelli, riduce il tempo di accesso alla memoria principale memorizzando temporaneamente dati e istruzioni frequentemente usati
La RAM è la memoria volatile utilizzata per il caricamento dei programmi in esecuzione
La Memoria di Massa fornisce una capacità di archiviazione permanente
Il Bus di Indirizzo è utilizzato per indicare la posizione di memoria da cui leggere o in cui scrivere i dati
Il Bus di Dati è responsabile del trasporto effettivo dei dati tra i componenti
Il Bus di Controllo trasmette segnali di comando che coordinano le operazioni di lettura e scrittura e altre funzioni di controllo
Il bus mastering è una tecnica avanzata che consente a dispositivi periferici di comunicare direttamente tra loro attraverso il bus di sistema, senza l'intervento costante della CPU
Questo approccio migliora l'efficienza del trasferimento dei dati e ottimizza l'uso delle risorse del sistema
La corretta implementazione del bus mastering richiede un'attenta gestione delle priorità e delle risorse per prevenire conflitti e garantire la coerenza dei dati durante il trasferimento
La cache è organizzata in livelli, con la L1 più vicina alla CPU e la più veloce, e la L3 più lontana ma con una capacità maggiore
La gestione efficiente della cache, attraverso politiche come la sostituzione dei dati e le strategie di scrittura, è fondamentale per migliorare le prestazioni complessive del sistema
La cache è una componente critica nei processori moderni, progettata per ridurre il divario di velocità tra la CPU e la memoria principale
La RAM è il principale spazio di lavoro del computer, dove dati e istruzioni sono memorizzati temporaneamente durante l'esecuzione dei programmi
Gli indirizzi di memoria, che permettono alla CPU di localizzare e accedere ai dati nella RAM, sono rappresentati in binario ma spesso espressi in esadecimale per facilitare la lettura e la scrittura da parte degli umani
00
Funzione dell'Unità di Controllo (CU)
Interpreta istruzioni dalla memoria e coordina operazioni del processore.
01
Ruolo dell'ALU
Esegue operazioni aritmetiche e logiche.
02
Composizione del bus di sistema
Includi bus di dati, di indirizzi e di controllo per collegare componenti e trasferire informazioni.
