I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)
description
Transcript of I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)
![Page 1: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/1.jpg)
I componenti di un Sistema di elaborazione.
CPU (central process unit)
![Page 2: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/2.jpg)
I componenti di un Sistema di elaborazione.
CPU (central process unit)
La C.P.U. è il dispositivo che esegue materialmente gli ALGORITMI.
1.esegue calcoli, elabora informazioni2.legge e scrive dati, 3.trasmette informazioni.
Essa è costituito da due componenti principali:
1.La A.L.U. (aritmetic logic unit) unità di calcolo, che esegue calcoli.
2.La C.U. (control unit) unità di controllo, che controlla le operazioni da seguire.
![Page 3: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/3.jpg)
I componenti di un Sistema di elaborazione.
CPU (central process unit)
ALUUnità di
elaborazione
CUUnità di controllo
comandi dati
risultati
![Page 4: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/4.jpg)
Funzionamento della cpu
ALU
CUREGISTRI
![Page 5: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/5.jpg)
Processore e processo
PROCESSORELa CPU svolge le funzioni di PROCESSORE nel senso che esegue i processi.
processo
Ogni processo è un algoritmo che definisce come elaborare dei dati per ottenere certi risultati.
![Page 6: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/6.jpg)
Un processore è realizzato su un pezzo di silicio sul quale vengono incisi i circuiti.Ogni fetta di silicio ha forma circolare e contiene i circuiti dei futuri processori.
In ogni processore vi sono miliardi di circuiti.
In ogni millimetro quadrato ci sono milioni di circuiti microscopici.
Dimensioni e circuiti
![Page 7: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/7.jpg)
Il primo processore e l’ultimo
Questo è l’Intel 4004 costruito nel novembre del 1971. aveva velocità 0,74 MHz ed era costituito da 2300 transistor.Il suo progettista fu un italiano: Faggin Federico.
![Page 8: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/8.jpg)
Intel 4004 di Federico Faggin
![Page 9: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/9.jpg)
Intel Core i7
Il Core i7 è una famiglia di processori di 6° generazione presentati nel novembre del 2008, cioè 17 anni dopo il Intel 4004.
Le frequenze di lavoro sono comprese tra i 1600 Mhz ed i 3300 Mhz, cioè almeno 2000 volte superiore a quella del 4004.
I transistor sono grandi 32 micrometri cioè milionesimi di metro e ne sono circa 1 miliardo contro i 2300 del Intel 4004.
![Page 10: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/10.jpg)
Ricerca.
Fate una ricerca sulla storia dei processori IntelDall’Intel 4004 al
Intel 8086, Intel 80286,
Intel 80386 e 486, Intel Pentium
Intel Dual CoreIntel Core 2 Duo
Intel Core i7
![Page 11: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/11.jpg)
Architettura dei processori.Unità di elaborazione
Le unità di elaborazione contengono al loro interno alcuni elementi fondamentali:
1.Memorie scrivibili dette «REGISTRI».
2.Dispositivi per il calcolo.
3.Memorie non scrivibili (ROM) con informazioni permanenti.
I registri più importati presenti in un processore sono 5 e si chiamano:
1.Registro programm counter detto PC.2.Registro istruzione.3.Registro Accumulatore.4.Registro dati.5.Registro indirizzi.
![Page 12: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/12.jpg)
Architettura dei processori.Unità di controllo.
Le unità di controllo, che hanno il compito di governare le operazioni per eseguire l’algoritmo ( cioè il processo), mandano all’unità di elaborazione una serie di
Segnali di controllo.
Un orologio interno alla macchina, detto clock, da il tempo ad ogni segnale: ad ogni scatto del clock viene inviato un segnale.
Il numero di impulsi al secondo si misura in Hertz (Hz).
•Il Intel 4004 aveva un clock di 740.000 Hz = 740 KHz•Il Intel Core i7 ha un clock di 3.000.000.000 Hz = 3 GHz
ALUUnità di
elaborazione
CUUnità di controllo
![Page 13: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/13.jpg)
Architettura dei processori.Unità di controllo.
Alcune operazioni si possono fare in un colpo di clock, altre hanno bisogno di più tempo.
Un valore medio è 5-6 colpi di clock per cui il numero di operazioni al secondo è inferiore alla velocità di clock.
Il numero di operazioni al secondo si misura in MIPS che significa Milioni di istruzioni per secondo.
![Page 14: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/14.jpg)
Architettura dei processori.Unità di controllo.
Aumentando la velocità i processori si
riscaldano e perciò non è possibile andare oltre una certa velocità.
Oggi si riesce a raggiungere il 3 GHz per i prodotti in vendita ed i 5 GHz per quelli da laboratorio.
Per aumentare le prestazioni dei processori non si può, allora, solo aumentarne la velocità ma bisogna migliorare altri fattori.
![Page 15: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/15.jpg)
Architettura dei processori.Unità di controllo.
• Una via è quella di aumentare
l’integrazione e cioè il numero di transistor.
• Un’altra strada è quella di aumentare il
parallelismo e cioè di mettere assieme più processori ciascuno dei quali si occupa di un diverso compito.
![Page 16: I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)](https://reader035.fdocuments.net/reader035/viewer/2022081603/56815292550346895dc0b5f9/html5/thumbnails/16.jpg)
Architettura dei processori.Dialogo CPU e Memoria.
Lo scambio di dati tra CPU e Memoria avviene in «parallelo».
Questo vuol dire che essi non si scambiano un solo dato per volta ma molti dati contemporaneamente.
Gli elaboratori piccoli scambiano dati a 16 o 32 bitGli elaboratori più grandi (Core i7) a 64bit.