Lezione 2 Architettura del computer

Argomento: Conocsere come funziona un computer.
Attività svolte: Sapere come funziona un computer con l'architettura di von Neumann
Note:
Esercizi per casa: Leggere l'architettura del computer su Internet.
Esercitazione: Nessuno.
Appunti:
Approfondimenti:

Architettura di von Neumann

Con l'espressione architettura di von Neumann (o macchina di von Neumann) ci si riferisce a uno schema di progettazione di calcolatori elettronici che prende nome dal matematico John von Neumann e che fu sviluppato per il sistema IAS machine e dell'Institute for Advanced Study.
Lo schema si basa su cinque componenti fondamentali:
CPU o unità di lavoro che si divide a sua volta in
1.- Unità operativa, nella quale uno dei sottosistemi più rilevanti è l'ALU (Arithmetic Logic Unit)
1.- Unità di controllo
2.- Unità di memoria, intesa come memoria di lavoro o memoria principale (RAM, Random Access Memory)
3.- Unità di input, tramite la quale i dati vengono inseriti nel calcolatore per essere elaborati
4.- Unità di output, necessaria affinché i dati elaborati possano essere restituiti all'operatore
5.- Bus, un canale che collega tutti i componenti fra loro

All'interno dell'ALU è presente un registro detto accumulatore, che fa da buffer tra input e output grazie a una speciale istruzione che carica una parola dalla memoria all'accumulatore e viceversa.
È importante sottolineare che tale architettura, a differenza di altre, si distingue per la caratteristica di immagazzinare all'interno dell'unità di memoria, sia i dati dei programmi in esecuzione che il codice di questi ultimi.
Bisogna comunque precisare che questa è una schematizzazione molto sintetica, sebbene molto potente: basti pensare che i computer di uso comune sono progettati secondo l'architettura Von Neumann (ciò non è necessariamente vero, ad esempio, per un mainframe aziendale).Inoltre, quando si parla di unità di memoria si intende la memoria principale, mentre le memorie di massa sono considerate dispositivi di I/O.Il motivo di ciò è innanzitutto storico, in quanto negli anni Quaranta, epoca a cui risale questa architettura, la tecnologia non lasciava neanche presupporre dispositivi come hard disk, CD-ROM, DVD-ROM o anche solo nastri magnetici, ma anche tecnico, se si considera che in effetti i dati da elaborare devono comunque essere caricati in RAM, siano essi provenienti da tastiera o da hard-disk.