Il modello di Von Neumann

La macchina base di Von Neumann, Il processo di elaborazione - controllo; _ dati e informazioni) Unità di Ingresso (Input) L'Unità Aritmetica Logica (ALU ), esegue calcoli e operazioni logiche con i dati presenti nell'Unità di Memoria; L'Unità di Controllo (CPU), controlla il funzionamento dell'ALU e sincronizza le comunicazioni tra i vari componenti del computer; L'Unità di Memoria primaria o centrale, ospita in modo temporaneo i dati e le istruzioni (programmi); Le Unità di Input e Output, passando per la CPU immettono dati nel sistema ed emettono i risultati; Unità di Controllo (CPU) Unità Aritmetica Logica (ALU) Unità di Memoria Primaria Unità di Uscita (Output) CdLin Informatica - Università di Bari Architettura degli Elaboratori A.A. 2003 2004 Il processo di elaborazione - controllo; _ dati e informazioni) Nei moderni computer Unità di Ingresso (Input) Unità di Uscita (Output) Unità di Memoria * Si noti che la CPU e Primaria L'ALU sono integrate in un unico blocco Unità Unità Aritmetica di Logica Controllo (CPU) (ALU) Unità Centrale di Elaborazione CdLin Informatica - Università di Bari Architettura degli Elaboratori A.A. 2003 2004 Struttura del computer CU + ALU Unità di Ingresso (Input) Unità di Uscita (Output) Caratteristiche della macchina di Von Neumann : Separazione Controllo-Calcolo Proceduralità: possibilità di eseguire differenti programmi memorizzati Sequenzialità: regola della selezione della istruzione da eseguire rigidamente fissata Connessione tra le unità funzionali con singolo flusso di informazione tra memoria e processore CdLin Informatica - Università di Bari Architettura degli Elaboratori A.A. 2003 2004 Il modello di Von Neumann Central Processing Unit Control Unit IR Input bootstrap in ROM PC ALU Output ACC MAR MBR MDR Cache memory S.O. programma dati Central Memory CdLin Informatica - Università di Bari Architettura degli Elaboratori A.A. 2003 2004 Ciclo di istruzione : fetch-decode-execute 1. La CU preleva (fetch) l'istruzione dalla memoria centrale, utilizzando l'indirizzo conservato nel PC, e la trasferisce in un suo registro (IR) per la decodifica ed esecuzione; 2. Il PC viene incrementato; 3. L'istruzione viene decodificata nell'IR: si determina il tipo e si indirizza il circuito o il microprogramma che la esegue ; 4. Se l'istruzione usa operandi, si determina dove si trovano e, se necessario, vengono trasferiti in registri della ALU; 5. L'istruzione viene eseguita; in presenza di operatori aritmetico/logici, gli operandi vengono inviati alla ALU per eseguire l'operazione; 6. I risultati vengono trasferiti in memoria centrale; 7. Si torna al punto 1 e inizia l'esecuzione dell'istruzione successiva. CdLin Informatica - Università di Bari Architettura degli Elaboratori A.A. 2003 2004 Processore (CPU-Central Processing Unit) La CPU (Central Processing Unit) , detta anche processore è l'unità più importante del sistema di elaborazione, che svolge le principali operazioni di calcolo e di controllo del sistema. In un pe