Transcript ram
I.T.I.S.
A. Volta
di Lodi AS 2010-2011
Il Calcolatore Elettronico
Lezione 2 Prof. Eugenio Chiriaco [email protected]
Contenuti
La macchina di Von Neumann Il Clock di un calcolatore Il processore (CPU) La memoria di lavoro (RAM) La gerarchia delle memorie Il BUS La scheda madre di un calcolatore
John Von Neumann
(1903-1957) Matematica concetto di classe Fisica Assiomatizzazione della meccanica quantistica Economia Teoria dei giochi Informatica Struttura del calcolatore
Macchina di Von Neumann
BUS
PROCESSORE (cpu) MEMORIA (ram)
Interfacciamento con l’esterno
Mondo Esterno
CPU RAM
BUS
Struttura del Calcolatore
S tampante Disco PROCESSORE I/O I/O I/O MEMORIA I/O tastiera Video
BUS
Struttura del Calcolatore
S tampante Disco PROCESSORE USB EIDE MEMORIA PS/2 tastiera Scheda Video Video
Motherboard
Tutta l’elettronica del calcolatore è contenuta nella scheda madre (motherboard)
PS/2 COM USB LPT RAM
AGP
EIDE EIDE ROM CACHE CPU
clock
Il Segnale di Sincronismo
Tutte le attività del calcolatore sono eseguite sulla base di un segnale elettrico detto di sincronismo (Clock o temporizzatore) caratterizzato da una frequenza ben precisa (es. 2GHz) t
CPU
CPU
Principali funzioni del processore
•
Esegue le istruzioni contenute nella memoria centrale (ciclo macchina) sulla base di un segnale di sincronismo (clock)
•
Consente di fare le operazioni aritmetiche e logiche fra gli operandi contenuti nei registri
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Consente di dialogare con tutte le periferiche connesse al bus (per leggere o scrivere dati)
CPU
CPU Unità di Controllo Unità Aritmetico logica Registri Memoria Principale Periferiche Disco Video bus
RAM
Principali caratteristiche di una RAM
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Logicamente è una successione di celle elementari denominate byte Il numero complessivo di byte ne determina la capacità Ogni cella di memoria possiede un indirizzo unico Ogni cella di memoria può essere letta o scritta La velocità di lettura/scrittura è imposta da un segnale di sincronismo Contiene il programma che deve essere eseguito dalla cpu Contiene tutti i dati che devono essere usati dal programma (in arrivo da una periferica di input) Contiene tutti i dati ottenuti come risultato del programma (da inviare ad una periferica di output)
RAM
INDIRIZZI RAM CONTROLLI DATI
La Gerarchia delle Memorie
+ lente + capacita`di memorizzazione
Da 32KB a alcuni MB Memoria principale Nastri Dischi magnetici Dischi ottici Da 512MB a decine di GB Da alcuni GB a decine di TB Unità di Backup Unità rimovibile
Ram
Esercizio
Calcolare i bit di indirizzamento necessari per indirizzare le seguenti RAM: 1. 1024 KB 2. 64 MB 3. 512 MB 4. 2 GB 5. 128 GB (NOTA: bit = log 2 Capacità)
BUS
BUS-dati (scambio dati cpu ram e cpu dispositivo I/O) BUS-indirizzi (locazione di memoria o dispositivo di ingresso/uscita) BUS-controlli (segnali di controllo).
I dispositivi di ingresso/uscita vengono collegati al BUS di sistema attraverso opportuni SLOT (PCI, ISA, EISA, AGP).
IL BUS lavora con una frequenza propria
BUS
ISA (Industry Standard Architecture) Bus (dati) a 8 bit con frequenza di 8.33 MHz EISA (Enhanced ISA) Bus (dati) a 16 bit con frequenza di 8.33 MHz Le schede ISA sono compatibili con le schede EISA
BUS EISA
BUS
Bit Rate La velocità di trasmissione delle informazioni binarie su un canale di comunicazione si esprime mediante la bit rate (tasso di bit).
La bit rate di un canale esprime la quantità di bit al secondo che possono essere trasmessi.
La bit rate di un canale si esprime in bps o B/sec (dove B denota il Byte = 8 bit)
BUS
Bit Rate (esempi) Calcolare la bit rate di un bus ISA 8(bit) x 8,33(MHz) = 66,6 Mbps 1(Byte) x 8,33(MHz) = 8,33 MB/sec 66,6 Mbps = 8,33 MB/sec
BUS
Bit Rate (esempi) Calcolare la bit rate di un bus EISA 16(bit) x 8,33(MHz) = 133,2 Mbps 2(Byte) x 8,33(MHz) = 16,6 MB/sec 133,2 Mbps = 16,6 MB/sec
BUS
PCI (Peripheral Component Interconnect) Bus (dati) a 32 bit con frequenza di 33 MHz Bus (dati) a 64 bit con frequenza di 66 MHz PCI-X 133 (PCI eXtended) Bus (dati) a 64 bit con frequenza di 133 MHz (circa 1GB/sec) PCI-X 266 Bus (dati) a 64 bit con frequenza di 266 MHz PCI-X 533 Bus (dati) a 64 bit con frequenza di 533 MHz
Esercizio
Calcolare la bit rate (Mbps e MB/sec) dei seguenti bus: PCI 32 bit PCI-X 133 PCI-X 266 PCI-X 533
BUS PCI
BUS PCI Express
PCI Express 4x, 16x, 1x, 16x sotto uno slot PCI tradizionale a 32 bit
BUS AGP
Accelerated Graphics Port Canale di comunicazione ad alta velocità per collegare la scheda video.
AGP RAM Scheda Video CPU
BUS AGP
AGP
AGP 1x velocità 266 MB/sec AGP 2x velocità 533 MB/sec AGP 4x velocità 1064 MB/sec AGP 8x velocità 2.1 GB/sec
CHIPSET
Insieme di circuiti presenti sulla scheda madre che svolgono due funzioni fondamentali: 1. Memory Controller Hub (MCH) controlla la comunicazione fra CPU e RAM e fra CPU e AGP 2. I/O Controller Hub (ICH) controlla la comunicazione fra CPU e le Periferiche connesse al sistema attraverso PCI, EIDE, USB, COM, LPT, PS/2, SCSI.
Motherboard
esercitazione
Alimentare la motherboard Inserire i moduli della RAM Inserire la CPU nella relativa socket Collegare il circuito di ventilazione alla CPU Collegare lo speaker alla motherboard Collegare la scheda video nello slot AGP o PCI Collegare monitor e tastiera alla motherboard Alimentare il computer ed entrare nel BIOS Controllare la memoria riconosciuta e provvedere ad un aggiornamento Collegare un drive per FLOPPY-DISK (A) Eseguire il boot da dischetto usando il sistema operativo MS-DOS Collegare un secondo drive per FLOPPY-DISK (B)