Memoria a sola lettura (ROM)

È un tipo di memoria che permette di immagazzinare dei dati in assenza di corrente elettrica, si tratta della ROM (Read Only Memory)

  

la cui traduzione letterale è memoria a sola lettura) detta anche memoria non volatile dato che non è eliminata quando il sistema non è sotto tensione.  Dato che le ROM sono molto più lente rispetto alle memorie di tipo RAM (una ROM ha un tempo di accesso di circa 150 ns mentre una memoria di tipo SDRAM ha un tempo di accesso di circa 10 ns), le istruzioni contenute nella ROM sono talvolta copiate nella RAM all'avvio, si parla allora di shadowing. 

I tipi di ROM sono:

ROM

Le prime ROM erano prodotte con una procedura che scriveva direttamente i dati binari su una bios dei nostri PC.

PROM

Le PROM (Programmable Read Only Memory) sono state sviluppate alla fine degli anni 70 dalla società Texas Instruments. Queste memorie sono dei chip costituiti da migliaia di fusibili (oppure di diodi) che possono essere "BRUCIATI" con un apparecchiatura detta «programmatore di ROM », applicando una forte tensione (12V) alle caselle di memoria che devono essere segnate. I fusibili così bruciati corrispondono a degli 0, gli altri a degli 1. 

EPROM

Le EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) sono delle PROM che possono essere cancellate. Questi chip hanno un vetro che permette di lasciar passare dei raggi ultravioletti. Quando il chip si trova in presenza di raggi ultravioletti di una certa lunghezza d'onda, i fusibili sono ricostituiti, cioè tutti i bit della memoria sono nuovamente a 1. Per questa ragione si definisce cancellabile questo tipo di PROM. 

EEPROM

Le EEPROM (Electrically Erasable Read Only Memory) sono anch'esse delle PROM cancellabili, ma contrariamente alle EPROM, queste possono essere cancellate da una semplice corrente elettrica, cioè possono essere cancellate anche quando sono poste nel computer. 

Esiste una variante di queste memoria detta memoria flash (anche ROM Flash o Flash EPROM). Contrariamente alle EEPROM classiche, che utilizzano da 2 a 3 transistor per bit da memorizzare, la Flash EPROM utilizza un solo transistor. D'altra parte l'EEPROM può essere scritta e letta parola per parola, mentre la Flash può essere cancellata solo per pagina (con la dimensione delle pagine in costante diminuzione).  Sull'Arduino che utilizziamo in classe c'è una memoria EEPROM.

Read More

LO SWAP

 Con il termine swap si intende, in informatica, l'estensione della capacità della memoria volatile complessiva del computer, oltre il limite imposto dalla quantità di RAM installata, attraverso l'utilizzo di uno spazio su un altro supporto fisico di memorizzazione, ad esempio il disco fisso. L'uso dello swap è una delle tecniche impiegate dal sistema operativo per la gestione della memoria virtuale.

Funzione
Lo swap viene utilizzato per liberare memoria RAM: il sistema operativo ne salva sul disco una porzione della memoria allocata, che quindi può essere liberata e riallocata per i programmi che ne hanno bisogno. Questa porzione contiene i dati che hanno minore probabilità di essere richiesti nel futuro, e in genere sono quelli meno recentemente utilizzati. È chiaro che nel momento in cui si rende necessaria tale operazione, le prestazioni del sistema crollano bruscamente, es

sendo la scrittura su hard disk molto più lenta di quella in RAM (oltre cento volte inferiore).

Ad esempio, questa evenienza si verifica quando la memoria RAM libera non è più sufficiente per contenere tutte le informazioni che servono ai programmi. In realtà, in genere, il sistema operativo esegue lo swapping in maniera proattiva cioè ben prima dell'esaurimento della RAM, in modo da non restare mai a corto di memoria.

Alcune situazioni tipiche che possono provocare l'utilizzo intensivo del file di swap sono:
Esecuzioni contemporanea di diverse applicazioni, in quanto ognuna necessita di un certo quantitativo di RAM libera per funzionare, e nei normali PC questa risorsa si esaurisce molto in fretta.
Fotoritocco di immagini digitali ad alta risoluzione con la funzione annulla attivata, perché ogni immagine intermedia deve essere salvata in memoria per poter annullare l'operazione appena eseguita sull'immagine principale.

Inoltre, lo swap viene usato per rimuovere dalla RAM zone di memoria, ad esempio quelle usate in fase di inizializzazione di un programma, che non saranno più lette.

 

 

FONTI: Wikipedia

 

Read More

PORTE LOGICHE

In elettronica digitale e informatica, una porta logica è un circuito digitale in grado di implementare (cioè di realizzare, simulandone la "logica matematica" mediante opportuni controlli su segnali elettrici) una particolare operazione logica di una o più variabili booleane.

LE PORTE LOGICHE PRINCIPALI SONO:

AND

AND è una porta logica che riceve in ingresso almeno due valori e restituisce 1 solo se tutti i valori di ingresso hanno valore 1. Viene chiamata in italiano "porta di necessità" perché appunto NECESSITA che i valori in entrata siano uguali affinché il valore d'uscita sia verificato.

OR

OR è una porta logica che riceve in ingresso almeno 2 valori e restituisce 1 se almeno un valore di ingresso ha valore 1. Viene chiamata in italiano "porta di sufficienza" perché appunto è SUFFICIENTE che almeno uno dei due valori in entrata sia verificato affinché il valore in uscita sia vero.

NOT

Porta logica che inverte il segnale in ingresso.
Questa porta logica ha un solo ingresso ed una uscita che sarà 1 se l'ingresso è 0 o 0 altrimenti.

Read More

CPU

L'unità di elaborazione centrale (abbreviazione comunemente utilizzata: "CPU" o processore centrale è una tipologia di processore digitale general purpose la quale si contraddistingue per sovrintendere tutte le funzionalità del computer digitale basato sull'architettura di von Neumann o sull'architettura Harvard.

È detta unità centrale di elaborazione perché coordina in maniera centralizzata tutte le altre unità di elaborazione presenti sulle moderne architetture hardware dei computer ovvero i chip di elaborazione delle varie periferiche interne o schede elettroniche (scheda audio, scheda video, scheda di rete) (es.coprocessore e processore di segnale digitale).

Struttura della CPU Una generica CPU contiene:

• un'unità di controllo (anche nota con l'acronimo "CU") che legge dalla memoria le istruzioni, se occorre legge anche i dati per l'istruzione letta, esegue l'istruzione e memorizza il risultato se c'è, scrivendolo in memoria o in un registro della CPU.
• un'unità aritmetica e logica (anche nota con l'acronimo "ALU") che si occupa di eseguire le operazioni logiche e aritmetiche;
• dei registri, speciali locazioni di memoria interne alla CPU, molto veloci, a cui è possibile accedere molto più rapidamente che alla memoria: il valore complessivo di tutti i registri della CPU costituisce lo stato in cui essa si trova attualmente. Due registri sempre presenti sono:
  • il registro IP (Instruction Pointer) o PC (Program Counter), che contiene l'indirizzo in memoria della prossima istruzione da eseguire;
  • il registro dei flag: questo registro non contiene valori numerici convenzionali, ma è piuttosto un insieme di bit, detti appunto flag, che segnalano stati particolari della CPU e alcune informazioni sul risultato dell'ultima operazione eseguita. I flag più importanti sono:
    • Flag di stato:
      • Overflow: indica se il risultato dell'operazione precedente era troppo grande per il campo risultato: 0 assenza di overflow, 1 overflow
      • Zero: vale 1 se l'ultima operazione ha avuto risultato zero, altrimenti vale 0.
      • Carry: vale 1 se l'ultima operazione ha ecceduto la capacità del registro che contiene il risultato, altrimenti vale 0 (esempio: in un registro a 8 bit, che può rappresentare solo numeri da 0 a 255, la somma 178+250 darebbe come risultato 172, cioè 428 - 256, e il carry verrebbe posto a 1 insieme al flag di overflow).
      • Segno: indica il segno del risultato dell'operazione precedente: 0 risultato positivo, 1 risultato negativo
    • Flag di controllo:
      • Interrupt: se a questo flag viene assegnato valore 1, la CPU smette di rispondere alle richieste di servizio esterne delle periferiche (i segnali delle linee IRQ) finché non viene ripristinato al valore 0, o finché non arriva dall'esterno un segnale di RESET.

CICLO MACCHINA

Tipicamente la CPU è l'Interprete del linguaggio macchina. Come tutti gli interpreti, si basa sul seguente ciclo:

• Acquisizione dell'istruzione (Instruction Fetch): il processore preleva l'istruzione dalla memoria, presente nell'indirizzo (tipicamentelogico) specificato da un registro "speciale" ("speciale" opposto di "generico"), il PC
• Decodifica (Operand Assembly): una volta che la word è stata prelevata, viene determinata quale operazione debba essere eseguita e come ottenere gli operandi, in base ad una funzione il cui dominio è costituito dai codici operativi (tipicamente i bit alti delle word) ed il codominio consiste nei brani di microprogramma da eseguire
• Esecuzione (Execute): viene eseguita la computazione desiderata. Nell'ultimo passo dell'esecuzione viene incrementato il PC: tipicamente di uno se l'istruzione non era un salto condizionale, altrimenti l'incremento dipende dall'istruzione e dall'esito di questa

FONTI: http://it.wikipedia.org/wiki/CPU

Read More

Architettura di Von Neumann - Sistemi 18/9/13

ARCHITETTURA DI JOHN VON NEUMANN

Il  bus è un canale di comunicazione che permette a periferiche e componenti di un sistema elettronico di "dialogare" tra loro scambiandosi informazioni o dati di sistema attraverso la trasmissione di segnali. Diversamente dalle connessioni punto-punto un solo bus può collegare tra loro più dispositivi.

BUS DI SISTEMA

Il bus di sistema è composto all'incirca da 50/100 fili in rame incisi sulla scheda madre, ognuno delle quali può trasmettere un segnale digitale da 0 - 5Volt (1-0 Binario) e si divide in:

BUS DI ALIMENTAZIONE;

BUS DATI: dove transitano le informazioni;

BUS INDIRIZZI: la CPU attraverso questo BUS decide in quale indirizzo andare a scrivere o leggere le informazioni,(ram o P. I/O), individuato l'indirizzo la cpu attraverso il BUS dati si occupa della scrittura o della lettura;

BUS DI CONTROLLO: è un insieme di collegamenti che coordina le attività del sistema.

Read More

Materie

Read More