CORSO HARDWARE INFORMATICO: Lezione 2 Unità di Elaborazione

2.Unità di Elaborazione

La CPU (Central Processing Unit) è il cervello di un computer e svolge le operazioni di elaborazione e controllo all'interno del sistema. È costituita da diversi componenti, tra cui l'ALU (Arithmetic Logic Unit), l'unità di controllo e i registri, che lavorano insieme per eseguire le istruzioni e gestire il flusso dei dati. Ecco una spiegazione dettagliata dei componenti principali della CPU:

1. Unità di Controllo (Control Unit)

Funzione:

Controlla e coordina le operazioni di tutti gli altri componenti della CPU.

Decodifica le istruzioni dal programma e le esegue in sequenza.

Processo:

Legge le istruzioni dalla memoria e le decodifica in segnali di controllo per l'esecuzione.

Coordina il flusso dei dati tra la CPU, la memoria e le periferiche.

2. ALU (Arithmetic Logic Unit)

Funzione:

Esegue operazioni matematiche (come addizione, sottrazione, moltiplicazione, divisione) e operazioni logiche (AND, OR, NOT) richieste dalle istruzioni.

Processo:

Riceve dati dalla memoria o dai registri.

Esegue operazioni richieste dalle istruzioni, producendo risultati che vengono memorizzati in registri.

3. Registri

Funzione:

Sono piccole unità di memoria interne alla CPU utilizzate per immagazzinare temporaneamente dati e istruzioni durante le operazioni.

Sono ad alta velocità e forniscono un accesso rapido ai dati più utilizzati.

Tipi di Registri:

Registro degli indirizzi (MAR - Memory Address Register): Contiene l'indirizzo di memoria in cui si trova l'istruzione o il dato da leggere o scrivere.

Registro dei dati (MDR - Memory Data Register): Conserva i dati che devono essere scritti in memoria o che sono stati letti dalla memoria.

Contatore di programma (PC - Program Counter): Memorizza l'indirizzo della prossima istruzione da eseguire.

Registro dell'istruzione (IR - Instruction Register): Memorizza l'istruzione corrente che deve essere decodificata e eseguita.

Processo di Funzionamento:

L'unità di controllo preleva un'istruzione dalla memoria principale.

L'istruzione viene decodificata e inviata all'ALU e ad altri componenti della CPU per l'esecuzione.

L'ALU esegue le operazioni richieste dall'istruzione.

I dati vengono letti o scritti in memoria attraverso i registri.

Il processo si ripete ciclicamente fino a quando tutte le istruzioni vengono eseguite.

Questi componenti lavorano sinergicamente per elaborare istruzioni, manipolare dati e gestire le operazioni all'interno della CPU, consentendo al computer di eseguire programmi e compiere compiti assegnati dall'utente.