La
macchina di Von Neumann
L'evoluzione
tecnologica e quella delle architetture non hanno mantenuto lo stesso passo.
Attualmente ci troviamo nella situazione in cui la quasi totalità dei sistemi
di elaborazione ha un tipo di architetura che fa riferimento a quella di Von
Neumann (di seguito illustrata). Generalmente la macchina di Von Neumann viene
chiamata macchina tradizionale (sequenziale) e presenta le seguenti
caratteristiche:
o
esiste un'unica CPU con mansioni
di governo dell'intero sistema. Dall'unità di controllo interna alla CPU si
dipartono tutti i segnali di controllo necessari a gestire il BUS, ad attivare
i dispositivi di volta in volta coinvolti nell'operazione in corso di
esecuzione ed a sincronizzare l'attività ;
o
esiste un dispositivo di
comunicazione il BUS, suddiviso in BUS dati, BUS indirizzi e BUS di controllo,
condiviso da tutti i dispositivi del sistema e sul quale viaggiano tutte le
informazioni da e verso la CPU;
o
esistono uno o più dispositivi di
memoria per il mantenimento di dati e programmi. La memoria prevede
un'organizzazione lineare delle locazioni di memoria alle quali ci si può
riferire tramite un indirizzo per effettuare le operazioni di lettura e
scrittura;
o
l'attività dell'intero sistema è
scandita da un segnale di clock.
Questo
tipo di organizzazione architetturale si riflette sull'intera funzionalità del
sistema. Gli aspetti logico-funzionali possono essere riassunti nei seguenti
punti:
- il sistema è in grado di eseguire un
unico insieme d'istruzioni alla volta. Il programma può operare su un
unico insieme di dati. Ogni istruzione del programma viene prelevata dalla
memoria ed eseguita singolarmente, non è possibile eseguire
contemporaneamente più istruzioni;
- ogni programma è scritto tramite
linguaggi procedurali o imperativi che stabiliscono a priori l'ordine
sequenziale nel quale le istruzioni devono essere eseguite; l'esecuzione
di ogni programma utente richiede diversi insiemi di cicli macchina, un
insieme per ogni istruzione del programma. Ogni ciclo macchina è suddiviso
nelle fasi operative di FETCH, DECODE ed EXECUTE.
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