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Video esplicativo della CPU

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La cache è invece una memoria utilizzata dalla CPU per ridurre i tempi d'accesso ai dati presenti nella RAM. La cache è un tipo di memoria piccola, ma molto veloce, che mantiene copia dei dati ai quali si accede più frequentemente. Questo rende i dati ancor più veloci nel passaggio dalla RAM alla CPU. Inoltre funge da adattore di velocità tra la CPU (più veloce) e la RAM (più lenta).

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La memoria di sola lettura (“read only memory” in inglese, detta anche memoria ROM) è un supporto di archiviazione di massa progettato e realizzato per conservare dati in maniera permanente e utilizzato su computer e altri dispositivi elettronici (lettori mp3, smartphone, tablet, fotocamere digitali). Dal momento che i dati contenuti nella memoria ROM possono essere modificati (se possibile) con grande difficoltà e in maniera molto lenta, le memorie di questo tipo sono utilizzate per contenere e distribuire firmware, Bios e altri programmi e utility necessari nella fase di avvio del dispositivo stesso. La memoria di sola lettura, inoltre, è non volatile: ciò vuole dire che conserva i dati anche nel caso in cui non riceva alimentazione per lunghi periodi.

La non volatilità e l'accesso in sola lettura sono le due caratteristiche che distinguono la ROM dalla RAM: le celle di archiviazione che compongono quest'ultima, infatti, possono essere lette, scritte e cancellate un numero indefinito di volte e sono attive solo fino a quando la memoria è alimentata elettricamente.
Bootstrap loader : un programma che permette di caricare il sistema operativo in memoria RAM e lanciarlo.
Setup Cmos : la schermata disponibile all'accensione del computer che permette di modificare le impostazioni del sistema.

La memoria ROM è lenta rispetto alla RAM, per questo le istruzioni contenute nella ROM talvolta  vengono copiate della RAM all'avvio, questo viene chiamato dishadowing.

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La RAM (Random Access Memory) memoria ad accesso casuale, è caratterizzata dal permettere l'accesso diretto a qualunque indirizzo di memoria con lo stesso tempo di accesso (a differenza della memoria ad accesso sequenziale tipica di una memoria a nastro in cui il tempo di accesso è sensibilmente dipendente dalla posizione in cui è stato memorizzato il dato a cui si vuole accedere). Nella RAM vengono caricati i programmi e i dati in corso di esecuzione, è una memoria volatile cioè perde ilsuo contenuto nel momento in cui viene a mancare l’alimentazione.

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E' il processore ed è la parte più costosa del computer. Compie la fase di elaborazione, eseguendo un programma (sequenza di istruzioni elementari) descritto nel linguaggio macchina proprio della CPU.

Struttura interna CPU

Unità di controllo: coordina attività CPU

ALU: unità aritmetico-logica, esegue operazioni tra registri

registri: unità di memoria veloci per operazioni aritmetico-logiche (R1, R2 … ) e per usi speciali.

Ecco alcuni dei registri speciali, con la loro denominazione più comune:

PC - program counter : contiene indirizzo prossima istruzione

IR - instruction register: contiene l' istruzione corrente

PS - registro di stato della CPU

MAR - indirizzo cella di memoria da leggere/scrivere

MDR - contenuto cella di memoria

Funzionamento della CPU
funzionamento della CPU è regolato da un segnale di clock (16-2500 MHz). La CPIl U esegue in sequenza le istruzioni di un programma.

L’esecuzione di una singola istruzione si compone di tre fasi:

lettura dalla memoria centrale dell’istruzione da eseguire (fase di fetch);

decodifica (interpretazione) dell’istruzione (fase di decode);

esecuzione vera e propria (execute);

aggiornamento program counter;

Questo ciclo viene ripetuto finchè non incontra l'operazione di END

Ogni fase di esecuzione richiede più cicli di clock.

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La memorizzazione di informazioni in memoria e il loro successivo recupero sono funzioni fondamentali nei processi di elaborazione dati.

È una parte essenziale nonché una delle chiavi di successo del computer grazie alla possibilità di memorizzare, nei moderni sistemi elettronici, grandi quantità di dati.

Una memoria può essere considerata astrattamente come una sequenza finita di celle in cui ogni cella contiene una sequenza finita di bit, normalmente gestiti a gruppi di otto detti byte.

La memoria è la parte del computer destinata a conservare informazioni per un certo periodo di tempo. Le memorie si dividono in:
• Memorie principali o centrali
Sono anche dette memorie veloci per la grande rapidità con cui cedono dati alla CPU, sono collocate all’interno del computer e si attivano quando questo viene acceso.
- la RAM
- la ROM
-la cache
• Memorie di massa
Utilizzate per immagazzinare grosse quantità di dati. Sono classificate in base al tipo di supporto ed alla tecnologia di registrazione e di recupero dati che utilizzano o le memorie magnetiche, basate sulla tecnologia delle testine magnetiche come i vecchi registratori, o le memorie ottiche basate sulla tecnologia laser o le memore stato solido.