Introduction to computer architecture (2006/2007)

Course partially running

Course code
4S00993
Name of lecturer
Franco Fummi
Number of ECTS credits allocated
5
Academic sector
ING-INF/05 - INFORMATION PROCESSING SYSTEMS
Language of instruction
Italian
Period
3rd quadrimester dal Apr 2, 2007 al Jun 8, 2007.

Lesson timetable

3rd quadrimester
Day Time Type Place Note
Wednesday 2:30 PM - 4:30 PM lesson Lecture Hall A  
Thursday 11:30 AM - 1:30 PM lesson Lecture Hall A  
Friday 9:30 AM - 11:30 AM lesson Lecture Hall A  

Learning outcomes

Il corso si propone di dare allo studente la conoscenza necessaria alla realizzazione in forma digitale di un algoritmo presentando le possibili alternative comprese tra l'utilizzo di un sistema di calcolo automatico general purpose e la costruzione di un dispositivo digitale dedicato. Queste conoscenze costituiscono i prerequisiti necessari alla comprensione dei meccanismi di funzionamento di un sistema informativo e del processo di codifica di un programma a partire da una sua descrizione ad alto livello.

Syllabus

Fondamenti:
+ Codifica dell'informazione:
- Dall'informazione analogica a quella digitale.
- I sistemi numerici posizionali.
- La codifica alfanumerica.
- La codifica dei numeri relativi.
+ Funzioni Booleane:
- Algebra di commutazione.
- Forme canoniche (mintermini e maxtermini).
- Operatori universali.
+ Aritmetica:
- La codifica dei numeri in virgola mobile (IEEE 754).
- La struttura di una ALU.
Progettazione digitale:
+ Circuiti combinatori:
- Le porte logiche elementari.
- Componenti logici combinatori.
- Minimizzazione di funzioni mediante Mappe di Karnaugh.
- Algoritmo di Quine-McCluskey.
+ Circuiti sequenziali:
- Definizione.
- Elementi di memoria.
- Macchine a stati finiti.
- Modellazione di circuiti sequenziali mediante FSM.
- Minimizzazione degli stati di una FSM.
+ Circuiti sequenziali con unità di elaborazione:
- Limiti del modello FSM.
- Il modello FSMD.
- La progettazione di una unità di elaborazione.
- Interazione unità di controllo/unità di elaborazione.
L'architettura del calcolatore:
+ Principi di base:
- Il modello di Von Neumann.
- Il modello a macchine virtuali.
- La CPU.
- Le memorie.
- I BUS.
- I dispositivi di I/O.
- Le prestazioni.
+ Il set di istruzioni:
- Modalita` di indirizzamento.
- Il linguaggio assemblatore.
- Operazioni di I/O.
- Procedure.
- Il set di istruzioni Intel 80xx86.
+ L'unità di Elaborazione:
- Fetch/Decodifica/Esecuzione.
- Controllo cablato.
- Prestazioni, organizzazione a BUS multipli.
+ La gerarchia di memoria:
- Principi generali.
- Classificazione delle Memorie.
- Le memorie cache.
- La memoria virtuale.
+ Organizzazione dell'input/output:
- Interrupt.
- Accesso diretto alla memoria, l'arbitraggio.
- Interfacce standard di I/O.
- Le periferiche.
+ Dal modello alla realtà:
- Classificazione dei sistemi di elaborazione.
- Gli approcci CISC e RISC.
- Pipelining.

Reference books
Author Title Publisher Year ISBN Note
Carl Hamacher, Zvonko Vranesic, Safwat Zaky Introduzione all'Architettura dei Calcolatori (Edizione 2) McGraw-Hill 2007 8838663734
Franco Fummi, Mariagiovanna Sami, Cristina Silvano Progettazione Digitale (Edizione 2) McGraw-Hill 2007 8838663521

Assessment methods and criteria

Le competenze vengono verificate con una prova scritta scomposta durante il corso in due prove intermedie.

Teaching aids

Documents

Statistics about transparency requirements (Attuazione Art. 2 del D.M. 31/10/2007, n. 544)

Statistics
Outcomes Exams Outcomes Percentages Average Standard Deviation
Positive 73.17% 24 3
Rejected 4.87%
Absent 14.63%
Ritirati --
Canceled 7.31%
Distribuzione degli esiti positivi
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 e Lode
3.3% 13.3% 0.0% 10.0% 3.3% 16.6% 10.0% 6.6% 10.0% 3.3% 10.0% 6.6% 3.3% 3.3%

Data from AA 2006/2007 based on 41 students. I valori in percentuale sono arrotondati al numero intero più vicino.

Studying