L'architettura dei calcolatori si basa sulla macchina di Von Neumann con CPU, memoria e unità periferiche collegate tramite BUS.
Il sistema operativo gestisce le risorse hardware e software, fornendo servizi ai programmi applicativi e rendendo l'uso del computer semplice all'utente; esistono sistemi operativi distribuiti, embedded e multimediali.
La macchina virtuale rappresenta schematicamente l'hardware, gestendo il processore, la memoria, le periferiche, i file system e i comandi di accesso.
I file sono contenitori logici di informazioni con identificatore, periferica, data di creazione e dimensione; esistono file system che organizzano l'archiviazione dei dati su dispositivi di memoria secondaria.
La memoria è divisa in RAM (veloce ma volatilistica) e ROM/Flash (non volatilistica); la gerarchia di memoria combina una memoria piccola e veloce con una grande e lenta per ottimizzare le prestazioni.
I criteri di misura della memoria sono velocità, capacità, costo e volatilità; il principio di località spaziale e temporale migliora l'efficienza del sistema.
La memoria di massa è non volatilistica, con esempi come i dischi magnetici, floppy disk, memorie flash e dischi ottici; i dischi magnetici utilizzano testine per lettura/scrittura su tracce circolari.
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