Organizzazione di un computer - Il modello di von Neumann

• unità di input : la sorgente dell' informazione  da elaborare. P. es. la tastiera.
• unità di output: dove va l' informazione elaborata. P.es. lo schermo.
• unità logico-aritmetica (Arithmetic Logic Unit: ALU) : la parte dei circuiti del processore cui sono demandate le funzioni necessarie a svolgere operazioni logiche (decisioni)  ed aritmetiche (operazioni).
• unità di controllo : la parte del processore cui sono demandate le operazioni connesse alla lettura, decodifica  ed inizio dell ' esecuzione delle istruzioni.
• memoria : circuiti in grado di immagazzinare le istruzioni ed i dati relativi ai programmi in esecuzione. Normalmente, nella configurazione più semplice, è costituita da una parte non modificabile (ROM)  che contiene istruzioni necessarie all' avvio del computer quando questo viene "acceso" e una parte modificabile (RAM) dove risiedono tutti i programmi  in esecuzione (dal sistema operativo allle applicazioni utente) ed i dati.
• memoria secondaria : dispositivo per immagazzinare grandi quantità di dati che dovranno essere letti in memoria per poter essere elaborati. Es. dischi, floppy disk, nastri. In realtà la memoria secondaria così definita risulta far parte delle periferiche di input/output

Unità di controllo, ALU e registri ( circuiti in grado di comportarsi come area di lavoro per gli stadi intermedi dell' elaborazione ad accesso estremamente veloce) sono tra i principali componenti del processore (CPU: central processing unit). La CPU è connessa alla memoria (RAM) mediante il canale di comunicazione interna del processore (BUS).

I computer reali possono differire alquanto dal modello di von Neumann. Si possono avere organizzazioni molto diverse tra loro e con aggiunti svariati livelli di complessità. Per una grandissima classe di elaboratori reali però, il modello costituisce una schematizzazione utilissima per la comprensione dei meccanismi di base.

Il modello cioè definisce una macchina "virtuale" nel senso che hardware e software diversi possono concorrere per dare l' illusione di un' organizzazione secondo il modello di von Neumann anche in presenza di organizzazioni dell' HW realmente differenti.

Evoluzione dei  computers dal punto di vista della modalità di interazione

• primo periodo: un' applicazione alla volta che controllava integralmente le risorse della macchina.
• avvento dei sistemi operativi (S.O.)
• I sitemi operativi sono programmi speciali che facilitano l' utilizzo del computer gestendo le risorse in modo da permettere: l' illusione di un' esecuzione simultanea, il caricamento in memoria di più programmi simultaneamente, la protezione degli spazi di memoria riservati ad un' applicazione rispetto alle operazioni di scrittura di altre applicazioni  e molte altre funzioni necessarie per l' utilizzo del sistema.
• Caratteristihe dei S.O. moderni sono:
• multiprogrammazione : condivisione delle risorse di un computer permettendo la coesistenza di più processi  (programmi diversi in esecuzione).
• timesharing  (condivisione di tempo): il processore dedica una parte del proprio tempo ad ogni applicazione, in sequenza. Quindi, se l' applicazione non è terminata prima, dopo un  certo tempo prefissato, il controllo passa ad eseguire le istruzioni relative ad un altro processo.
• multiutenza  il S.O. gestisce risorse appartenenti a utenti diversi, implementando tutte le necessarie politiche di identificazione degli utenti, protezione dati, restrizioni di accessi etc.
• interfacce grafiche
• la crescente potenza dell' hardware viene parzialmente dedicata a gestire tutto quanto permette un' interazione con l' elaboratore basata sull' interazione mediante simboli grafici (sperabilmente) intuitivi piuttosto che dover ricordare sintassi di comandi piu' o meno complessi.