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Il Processore e il Debugger |
I BUS DEI PROCESSORI 2/6
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 | Il Bus Dati
è la struttura di scambio principale di un computer;
è così importante che è diventato uno strumento
per distinguerli tra di loro. |
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Il
numero di linee
(bit) del
bus dati
viene utilizzato per qualificare il processore a cui appartiene, per cui è
frequente parlare di processore
a 32 bit
o di CPU
a 64 bit,
intendendo implicitamente la dimensione del suo bus dati. |
| La cosa non stupisce se si pensa che più
grande è il numero di linee del bus dati maggiore è la quantità
d'informazione che è possibile scambiare in un colpo solo.. e quindi la CPU
e il computer che la ospita sono più veloci. |
| Basta pensare al tempo necessario a prelevare
8 bytes (64 bit) tutti insieme, piuttosto che uno alla volta. |
| Il disegno seguente mostra un tipico
bus dati: |
| Possiamo notare che in tutti e
4 i rami del Bus sono presenti delle
frecce e un numero:
 | dalla Cpu le frecce
entrano ed escono: la cosa non sorprende perchè, nell'ambito di un computer,
chi decide letture e scritture è proprio la Cpu. |
| il senso delle frecce precisa
che la
memoria è un dispositivo in grado di essere
letto e scritto, mentre alcuni dispositivi di I/O
potranno essere solo scritti (quelli di output,
come il monitor) o solo letti (quelli di
Input, come la tastiera). |
| in realtà esistono dispositivi
di I/O che possono essere sia letti che scritti (come gli HD)
per i quali vale il disegno della pagina precedente. |
| Il numero indicato
dentro la traccia rettangolare (che d'ora in
poi chiameremo bus...) è quello dei fili che
rappresenta, nel nostro esempio 16, tipico del bus
dati di un 8086. |
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| In conclusione, il Bus dati
è una struttura bidirezionale gestita
esclusivamente dal processore; il fatto che il flusso possa entrare o uscire a
piacere della CPU anticipa un concetto fondamentale della vita di un computer:
non sembra possibile che l'informazione possa
entrare ed uscire contemporaneamente: questo ci suggerisce la necessità della
presenza di sincronismi. |
| Un processore (e quindi il computer) non può vivere e
lasciar vivere senza la presenza di un cadenzatore
d'eventi, che stimoli e orienti le sue risorse in operazioni
organizzate e successive, una all'altra... |
| Questo dispositivo è il generatore
di clock (spesso detto orologio di sistema,
nell'estremo sforzo di italianizzare proprio tutto..) che, insieme alla
dimensione del bus dati, diventa un altro importante metro per misurare la
potenza globale di un computer. |
| Nella ventina d'anni di vita dei personal
computer i progettisti sono stati molto occupati,
nella certezza di renderli ogni volta più utili e
potenti... Certo, dai primi processori (8 bit), a quelli del primo
PC (1980, 16 bit), ad oggi (2002, 64 bit) se n'è fatta di strada e
...l'avvenire merita di essere vissuto. |
| La tabella seguente ricorda queste tappe, con
riferimento alla famiglia 80x86:
| Processore |
Register Size |
Data
Bus Size |
| 8088 |
8 bit |
8 bit |
| 80188 |
8 bit |
8 bit |
| 8086 |
16 bit |
16 bit |
| 80186 |
16 bit |
16 bit |
| 80286 |
16 bit |
16 bit |
| 80386SX |
32
bit |
16 bit |
| 80386DX |
32 bit |
32 bit |
| 80486 |
32 bit |
32 bit |
| Pentium |
32 bit |
64 bit |
| Pentium
II |
32 bit |
64 bit |
| Pentium
III |
32 bit |
64 bit |
| Pentium
IV |
32 bit |
64 bit |
|
|
Naturalmente la
misura del bus
indica la
dimensione massima dei dati
che possono essere scambiati tra i vari componenti in un sistema di
elaborazione, ma il progettista del programma può coinvolgere la CPU in
operazioni in grado di elaborare
anche
dati di
dimensione inferiore. |
| Per
certi versi è anche quello che faremo noi, nelle varie parti del tutorial:
quasi certamente possiamo disporre di computer di ultima generazione ma, per
mantenere lo studio in termini semplici e tradizionali, faremo finta di avere
a che fare con un
8086,
il padre riconosciuto di tutti i successivi modelli. |
| La
cosa non deve stupire, supportata com'è dalle seguenti considerazioni:
| le
moderne CPU mantengono la
portabilità verso il basso, cioè devono
garantire ai vecchi software di poter girare senza problemi
(sebbene, spesso, il fatto di girare non sia sufficiente per
assicurare la loro godibilità, in genere a causa dell'elevata velocità a cui
sono costretti). |
| le
caratteristiche funzionali dell'8086 sono un
sottoinsieme di
quelle
degli attuali processori, per cui progettare con riferimento alle
prime
significa solo rinunciare (un po' masochisticamente..) ai vantaggi
garantiti dalle seconde. |
| riferirsi
al set d'istruzioni e ai registri dell'8086 è solo una scelta di
comodo, didatticamente molto diffusa e, forse, più immediata;
certamente l'appassionato neofita, una volta svezzato, saprà percorrere
da solo i nuovi sentieri, forse più impervi ma pieni di fascino e di rinnovati stimoli. |
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2001-2010 - Studio Tecnico
ing. Giorgio OBER
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