COSA FA UN COMPUTER
Ma un Computer a che serve ? Quali sono i suoi compiti ? Sostanzialmente un Computer serve a Gestire Dati o meglio :
Elabora Dati
Archivia Dati
Gestisce la Visualizzazione dei Dati
COMPONENTI DI UN COMPUTER
Un Computer è composto dall’Hardware, che costituisce la parte fisica. Il funzionamento dell’ Hardware è legato alla Logica Binaria ed è modellizzato dal Modello di Von Neumann. I componenti più importanti sono CPU, RAM, BUS e Interfaccie di I/O. A questi vanno aggiunti quelli che vengono ritenuti dei dispositivi Esterni come : Monitor, Tastiera e Mouse. Tutto questo è il ‘Corpo’ del Computer. Ma chi guida questo Corpo ? Sto parlando dell’ Anima del Computer ovvero il Software. Si tratta dei Programmi che fanno funzionare il Computer. Il Software può essere distinto in Software di Base, identificato con il Sistema Operativo che permette l’interfacciamento tra Hardware ed Utente, più il Software Applicativo che permette di sfruttare il Computer per Applicazioni Specifiche legate all’ elaborazione dei dati.
FUNZIONAMENTO DI UN COMPUTER
Bene, ma tutto questo descritto, come funziona ? Come fanno tutte queste componenti a funzionare assieme ?
Ecco i Passi :
Il Programma si trova nell’Hard Disk
Il Programma viene caricato nella RAM ed eseguito dalla CPU
Il Programma si Interfaccia con L’Utente ed elabora Dati
Il Programma viene chiuso e la RAM viene liberata
MACCHINA DI VON NEUMAN
Si tratta del Modello utilizzato per descrivere il Computer. Sostanzialmente si tratta dei Componenti fino ad ora descritti uniti da un BUS per inteconnetterli. Da ricordare che la logica dominante è quella Binaria. Ecco la schematizzazione :
LA MEMORIA CENTRALE (RAM)
Si tratta della Memoria preferita dal Computer. E’ lì che risiedono i Programmi in esecuzione. E’ divisa in Celle ognuna delle quali è caratterizzata da un Indirizzo di Memoria, tramite cui può essere acceduta dalla CPU.
Ecco come potrebbe essere rappresentata :
Da ricordare che la Logica dominante è sempre quella Binaria per cui tutti i Dati contenuti nella Memoria saranno rappresentati in Binario. Poichè la RAM contiene il programma stesso rischia di determinare notevolmente le prestazioni del Computer. Se non vi è abbastanza RAM per caricare un Programma la CPU utilizza il Diso Fisso come RAM pertendo notevolmente in prstazioni in quanto il Disco Fisso è più lento. La memoria RAM è una memoria volatile ovvero spento il Computer tutti i dati contenuti nella RAM vengono persi.
CPU – UNITA’ CENTRALE DI ELABORAZIONE
Se il Software è l’anima del Computer la CPU è il cervello. E’ lei che esegue il Programma. Ecco cosa fà : Esegue il Programma o meglio le singole operazioni elementari che lo compongono. Le Operazioni di esecuzione sono legate al Linguaggio Macchina del Computer (contenuto nella ROM).
La CPU è composta da :
Unità di Controllo che esegue le Operazioni
Orologio di Sistema per sincronizzare le Operazioni
Unità Aritmetico Logica (ALU) che esegue le Operazioni Logiche Elementari
REGISTRI DI SISTEMA
Si tratta di elementi di Memoria così come la RAM ed il Dissco Fisso solo che vengono utilizzati direttamente dalla CPU per garantire il funzionamento del Sistema. Ecco i più importanti :
Registro Dati : Viene utilizzato per scambiare Dati con la Memoria RAM
Registro Indirizzi : Viene utilizzato per scambiare Dati con la Memoria RAM
Registro Istruzione Corrente (PC – Program Counter) : Contiene l’istruzione elementare che la CPU deve eseguire.
Registro PSW : Contiene informazioni riguardanti lo Stato di funzionamento del Computer.
BUS DI SISTEMA
Si tratta del Mezzo tramite cui i Componenti di un Computer comunicano. Può essere diviso in tre parti Bus Dati, Bus Indirizzi, Bus Controllo, a seconda il tipo di trasferimento che effettua ovvero Dati, Indirizzi di Memoria, Istruzioni per la CPU.
Ecco uno Schema del funzionamento del BUS :
Esecuzione di un Programma
Vediamo adesso come avviene l’esecuzione di un Programma :
Fetch – La CPU preleva dalla RAM la prossima Istruzione
Decode – La CPU interpreta l’ Istruzione
Execute – La CPU esegue l’ Istruzione
Le Istruzioni sono scritte in Linguaggio Macchina che è caratteristico per ogni Processore. Da notare inoltre che l’esecuzione di ogni Istruzione può essere effettuata unicamente se è contenuta nei Regisri. Se l’Istruzione è contenuta nella RAM non può essere eseguita.
LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE
A questo punto l’unico modo per comunicare con il Computer sarebbe quello di Programmare direttamente in Linguaggio Macchina. Questo è quello che accadeva ai primordi della Programmazione. Le cose però si sono evolute. Ora è possibile programmare con Linguaggi di più alto livello che vengono però sempre convertitti in Linguaggio Macchina da un Compilatore ad HOC.