1) Struttura dei sistemi di elaborazione.
Per struttura si intende come sono organizzati fisicamente e logicamente i principali blocchi funzionali di un sistema di elaborazione. Un sistema di elaborazione tipico è composto da:
a) Unità di Input
Consentono l’immissione dei dati:
- Tastiera
- Mouse
- Scanner
- Microfono
- Sensori (nei sistemi embedded)
b) Unità di Output
Restituiscono i risultati:
- Monitor
- Stampante
- Altoparlanti
- Attuatori (nei sistemi automatici)
c) Unità Centrale di Elaborazione (CPU)
È il “cuore” del sistema. Comprende:
- ALU (Arithmetic Logic Unit): esegue operazioni aritmetiche e logiche
- CU (Control Unit): coordina e controlla tutte le operazioni
- Registri: memorie velocissime interne alla CPU
d) Memoria
Conserva dati e programmi:
- Memoria principale (RAM)
- Memoria secondaria (HDD, SSD, USB, cloud)
- Cache (tra CPU e RAM per aumentare la velocità)
e) Bus di sistema
Canali di comunicazione interni:
- Bus dati
- Bus indirizzi
- Bus di controllo
2) Architettura dei sistemi di elaborazione.
Per architettura si intende il modello logico-funzionale che descrive come i componenti interagiscono e come vengono eseguite le istruzioni.
a) Architettura di Von Neumann
La più diffusa nei PC tradizionali:
- Un’unica memoria per dati e istruzioni
- Flusso:
Fetch → Decode → Execute - Vantaggio: semplicità
- Limite: collo di bottiglia del bus
b) Architettura Harvard
Usata in microcontrollori e sistemi embedded:
- Memoria separata per dati e istruzioni
- Maggiore velocità e parallelismo
- Più complessa da progettare
c) Architetture moderne
- Pipeline: sovrapposizione delle fasi di esecuzione
- Multicore: più CPU su un unico chip
- Parallelismo (threading, GPU)
- Architetture RISC e CISC
- RISC: istruzioni semplici, veloci
- CISC: istruzioni complesse, compatte
3) Componenti principali di un sistema di elaborazione.
a) Hardware
Componenti interni:
- CPU
- Scheda madre (motherboard)
- RAM
- Disco rigido / SSD
- Scheda video (GPU)
- Alimentatore
- Schede di rete
Periferiche:
- Input
- Output
- I/O misti (touchscreen, chiavette USB)
b) Software (complemento funzionale)
Anche se non è hardware, è parte integrante del sistema:
- Sistema operativo (Windows, Linux, macOS)
- Driver
- Applicazioni
- Firmware (BIOS/UEFI)
4) Relazione tra struttura, architettura e componenti.
| Concetto | Cosa descrive |
| Struttura | Come è fatto fisicamente il sistema |
| Architettura | Come funziona e come comunica |
| Componenti | Le singole parti hardware e software |
5) Esempio pratico (PC standard).
- L’utente inserisce dati da tastiera (Input)
- I dati vengono caricati in RAM
- La CPU preleva l’istruzione dalla memoria (Fetch)
- La CU la interpreta (Decode)
- L’ALU la esegue (Execute)
- Il risultato viene salvato in RAM
- Il monitor visualizza l’output