ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI E LABORATORIO O - Z

Modulo ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI

Conoscenza e capacità di comprensione: acquisire conoscenza e capacità di comprensione dei concetti fondamentali di architettura dei sistemi di calcolo e dei principi metodologici che ne ispirano lo sviluppo, nella prospettiva storica della loro evoluzione;

Capacità di applicare conoscenza e comprensione: acquisire capacità di risolvere problemi di progetto di sistemi di calcolo, cimentandosi con esercizi proposti a tal fine, e di adoperare, progettare e realizzare strumenti software, quali simulatori ed interpreti, per macchine astratte relative ai livelli più bassi della organizzazione dei sistemi di calcolo.

Autonomia di giudizio: essere in grado di confrontare e valutare la qualità di soluzioni a problemi di progetto di sistemi di calcolo.

Abilità comunicative: acquisire abilità comunicativa e proprietà di linguaggio utili alla comunicazione di problematiche inerenti il funzionamento, la progettazione, la realizzazione e la valutazione di sistemi di calcolo, anche con interlocutori non esperti.

Capacità di apprendimento: sviluppare capacita di adattamento delle proprie conoscenze alla rapida evoluzione della disciplina e di aggiomamento mediante la consultazione di fonti specialistiche del settore.

• Lezioni frontali

• Esercitazioni in aula

• Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Nessun prerequisito è richiesto.

Per una piena comprensione degli argomenti del corso e delle tecniche presentate, la frequenza delle lezioni e delle esercitazioni è fortemente consigliata.

1. Finalità e organizzazione dello studio. Macchine da calcolo: cenni storici.
2. Macchine da calcolo: unità funzionali, architetture.
3. Strutture algebriche, algebre di Boole.
4. Realizzazione di porte logiche, circuiti sequenziali, flip-flop.
5. Architetture RISC e CISC, modi d'indirizzamento, esempi di ISA reali.
6. Tipi e formati di istruzioni, esempi di linguaggi assemblativi reali.
7. Operazioni di I/O, controllo e servizio delle interruzioni.
8. Software di supporto, linguaggi assemblativi e C, sistema operativo.
9. Struttura di base del processore, microarchitetture RISC e CISC.
10. Processori ad alte prestazioni, tecniche predittive, processori superscalari.
11. Dispositivi di memoria principale, DMA, gerarchia delle memorie.
12. Circuiti efficienti per l'aritmetica binaria.

1. C. Hamacher, Z. Vranesic, S. Zaky & N. Manjikian : Introduzione all'architettura dei calcolatori. Terza edizione, McGraw-Hill Education (Italy), 2013
2. Note integrative fornite dal docente durante lo sviluppo delle lezioni.

La verifica dell'apprendimento avverrà attraverso un esame composto da:

1. prova scritta
2. prova orale

E' possibile la presentazione e discussione di un progetto opzionale a scelta dello studente.

La prova scritta verterà sulla codifica in assembly di un algoritmo assegnato; se lo svolgimento è corretto, lo studente avrà la possibilità di sostenere la prova orale che verterà sui rimanenti argomenti del corso.

La prova orale potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

• Conversione binario/decimale, binario/esadecimale, decimale/esadecimale
• Somma in complemento a 2
• Analisi di funzioni logiche (da funzione a tabella della verita')
• Sintesi di funzioni logiche (da tabella della verita' a funzione), mappe di Karnaugh
• Circuito sommatore binario
• Allineamento delle word in memoria
• Instruction-Set Architecture
• Data Path
• Pipeline
• Cache Memory
• Somma di vettori
• Ricerca all'interno di un vettore
• Filtraggio di un vettore