Spiegazione del modello di Von Neumann per un computer

Spiegazione del modello di Von Neumann per un computer

Per descrivere un computer di solito si utilizza una schematizzazione a blocchi; in tale ottica l’elaboratore può essere visto, in modo grossolano, come l’unione di quattro moduli interconnessi e cooperanti, ognuno con il suo specifico compito.
In realtà questa è una astrazione teorica. Se si apre il case si trova un intreccio di cavi, componenti, schede, circuiti, ecc. Non c’è una separazione netta in quattro parti.
Ma questo schema teorico è utile per spiegare il funzionamento del calcolatore. Nel calcolatore si posso distinguere pertanto quattro moduli principali interagenti e cooperanti, che colloquiano tramite linee dedicate dette bus. Questi componenti sono i seguenti:

  1. il processore o CPU (cuore del sistema)
  2. la memoria di massa (per lo stoccaggio dell’informazione)
  3. la memoria centrale
  4. le periferiche d’ingresso (per caricare i dati) e le periferiche d’uscita (per fornire i risultati)

Il modello teorico è dunque proposto in figura e prende il nome di modello di Von Neumann, dal nome del suo ideatore.

Spiegazione del modello di Von Neumann per un computer

In realtà all’interno del case si trova una motherboard dove sono allogiati tutti componenti tra cui il processore che rappresenta il componente più importante.

Il processore o CPU (Central Process Unit, Unità Centrale di Processo) di fatto è il cuore del computer. Infatti nello schema di Von Neumann è posizionato al centro.
Il processore controlla e gestisce tutte le operazioni del calcolatore: è il processore che recepisce il segnale che arriva ogni volta che si preme un tasto della tastiera, lo elabora e visualizza il carattere corrispondente sul foglio di Word. È il processore che si accorge che è stato fatto un doppio clic su una cartella e fa in modo che il contenuto sia visualizzato. È il processore che recepisce il comando di spegnimento del computer e si occupa della chiusura dei programmi aperti.

D’altro canto, la memoria, come si intuisce nello schema di Von Neumann, in realtà è divisa in due tipologie:

  1. memoria interna: è quella residente fisicamente sulla scheda madre;
  2. memoria esterna: è quella che non è sulla scheda madre ma è connessa attraverso appositi cavi e connettori.

Anche le unità di input/output (I/O), i dispositivi che permettono l’introduzione di dati e la visualizzazione dei risultati (tastiera, mouse, monitor, stampanti, ecc.), esterne alla Matherboard, sono collegate attraverso opportuni connettori, chiamate porte di connessione o di input/output. In linea generale, ogni porta ha le caratteristiche adatte alla periferica che deve essere collegata. In realtà le case costruttrici cercano di uniformare i dispositivi in modo da non aver bisogno di una miriade di porte diverse.

Infine, nello schema di Von Neumann era indicato che tutti i componenti illustrati precedentemente interagiscono tra di loro attraverso il bus. Il bus di sistema è quindi costituito da una serie di connessioni elementari lungo le quali viene trasferita l’informazione, che collegano il processore alla memoria o all’interfaccia di una specifica periferica. A seconda del tipo di informazione trasportata ci sono 3 tipi di bus: un bus dati, un bus indirizzi e un bus controlli.

Schema di Von Neumann per un computer
Schema completo di Von Neumann per un computer
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