ARCHITETTURA DI UN COMPUTER






L’architettura di un computer comprende tre componenti:


I dispositivi di I/O si dividono in:
La CPU comunica con la memoria e con i dispositivi I/O eseguendo due tipi di operazione

La memoria centrale

La memoria centrale è composta da: La memoria è organizzata a bytes; essa cioè viene vista dalla CPU come un insieme di locazioni ciascuna capace di memorizzare una sequenza di 8 bit. Ogni locazione è individuata da un numero intero chiamato indirizzo (Address)


I dati che occupano più bytes vengono memorizzati secondo una regola prestabilita: il bytes meno significativo viene posto all'indirizzo più piccolo, il più significativo all'indirizzo più alto.
In figura è mostrata l'allocazione della doppia word 5B402F6D all’indirizzo 01A0FC4O:


La CPU è collegata fisicamente alla memoria e ai dispositivi I/O mediante un insieme di circuiti elettrici (o linee elettriche) chiamato BUS. Ogni linea trasporta un bit 0 o 1 sotto forma di due segnali di tensione elettrica  diversa, per es 0Volt uno per lo 0 e3 Volt per l’1.
Possiamo dettagliare ulteriormente l’architettura di un computer come in figura


Le linee che compongono il BUS si suddividono in tre gruppi ognuno dei quali svolge un compito ben preciso:
L’estensione del BUS Indirizzi definisce la massima memoria fisica indirizzabile dalla CPU. Pentium ha un BUS Indirizzi di 32 bit e pertanto può indirizzare fino a 4G di memoria fisica. L’estensione del BUS Dati determina la capacità della CPU di leggere o scrivere, con una singola operazione, dati di più bytes. Pentium ha un BUS Dati di 64 bit , per cui può leggere/scrivere fino a 8 bytes alla volta. Il BUS di controllo è composto da un insieme di linee che trasportano segnali verso e dalla CPU. Le linee in uscita vengono attivate dalla CPU per comunicare ai dispositivi o alla memoria che intende effettuare certe operazioni, le linee d’ingresso vengono attivate invece dai dispositivi o dalla memoria per segnalare alla CPU le operazioni che intendono eseguire.
Per esempio se la CPU vuole scrivere il byte 2F nella locazione 01000024, mette prima l'indirizzo sul BUS Indirizzi e attiva uno dei segnali del BUS di Controllo, WR, passandolo per es da 0 a 1. In questo modo la CPU informa la memoria che intende scrivere il dato della locazione prescelta. La memoria ricevuto il comando WR metterà il dato richiesto sul BUS Dati.



Partizionamento della memoria centrale

La memoria RAM è ripartita in due blocchi contenenti rispettivamente il sistema operativo e le applicazioni utente. Il sistema operativo è un programma che permette all'utente di utilizzare le risorse hardware e software di cui dispone la macchina senza che questo debba necessariamente conoscerne la struttura interna.
La memoria ROM contiene un programma chiamato BIOS (Basic Input Output System).
IL BIOS fa parte della macchina ed è completamente distinto dal sistema del sistema operativo. Le sue funzioni principali sono:
Il BIOS non è modificabile in quanto è allocato nella ROM, tuttavia è possibile in caso di necessità, modificarne una parte. La parte modificabile del BIOS non si trova in nè in ROM perchè questa non è scrivibile, nè in RAM perchè le modifiche verrebbero cancellate con lo spegnimento della macchina, ma in una speciale memoria RAM chiamata CMOS RAM. La CMOS RAM è scrivibile come la RAM, ma è alimentata da una batteria che permette di mantenere le modifiche anche a computer spento. A tal fine il BIOS fornisce all'utente un programma interattivo, il Setup, che consente facilmente di cambiare la configurazione della macchina.


Il Setup del BIOS è un operazione per esperti perchè richiede una buona conoscenza dell'hardware della macchina, perciò è meglio, se non siete più che sicuri, non tentare esperimenti. Potreste compromettere il funzionamento del sistema.