Elementi di architettura degli elaboratori (2007/2008)

Corso a esaurimento

Codice insegnamento
4S00993
Docente
Franco Fummi
crediti
5
Settore disciplinare
ING-INF/05 - SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI
Lingua di erogazione
Italiano
Periodo
3° Q dal 7-apr-2008 al 13-giu-2008.

Orario lezioni

3° Q
Giorno Ora Tipo Luogo Note
mercoledì 14.30 - 16.30 lezione Aula D  
giovedì 11.30 - 13.30 lezione Aula D  
venerdì 9.30 - 11.30 lezione Aula D  

Obiettivi formativi

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.

Programma

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.

Testi di riferimento
Autore Titolo Casa editrice Anno 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

Modalità d'esame

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

Materiale didattico

Documenti

Statistiche per i requisiti di trasparenza (Attuazione Art. 2 del D.M. 31/10/2007, n. 544)

Statistiche esiti
Esiti Esami Esiti Percentuali Media voti Deviazione Standard
Positivi 67.79% 24 3
Respinti 15.25%
Assenti 11.86%
Ritirati 5.08%
Annullati --
Distribuzione degli esiti positivi
18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 30 e Lode
10.0% 2.5% 5.0% 7.5% 2.5% 7.5% 15.0% 10.0% 5.0% 20.0% 10.0% 5.0% 0.0% 0.0%

Valori relativi all'AA 2007/2008 calcolati su un totale di 59 iscritti. I valori in percentuale sono arrotondati al numero intero più vicino.