ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI

Obiettivi formativi:

Questo insegnamento ha lo scopo di descrivere l'architettura di base di un calcolatore, di illustrare gli aspetti architetturali che influenzano il nucleo del sistema operativo e di presentare le regole di corrispondenza tra linguaggio assembly e linguaggio ad alto livello.

Settori scientifico-disciplinari:

INF/01, ING-INF/05.

Crediti:

8.

Modulo:

Unico.

Durata:

Semestrale (secondo periodo), 80 ore (48 di lezione frontale + 32 di esercitazione guidata).

Frequenza:

Non sono previsti obblighi di frequenza.

Docente:

Prof. Alessandro Bogliolo.

Programma:

01. Introduzione:
      01.01 Automazione.
      01.02 Breve storia del calcolo automatico.

02. Codifica delle informazioni:
      02.01 Il problema della codifica digitale.
      02.02 Rappresentazione digitale di insiemi numerici e aritmetica binaria.
      02.03 Rappresentazione digitale di insiemi non numerici e segnali.

03. Reti logiche:
      03.01 Porte logiche e reti di interruttori, algebra di Boole, reti logiche.
      03.02 Sintesi di reti logiche combinatorie.
      03.03 Reti logiche sequenziali.
      03.04 Progettazione di circuiti logici a livello gate.
      03.05 Sistemi digitali.
      03.06 Laboratorio: progetto e simulazione di reti logiche con TkGate.

04. Sistemi a microprocessore:
      04.01 Il modello di Von Neumann.
      04.02 Il repertorio delle istruzioni e la classificazione delle architetture.

05. L'architettura interna della CPU:
      05.01 Pipelining e prestazioni.
      05.02 Architettura di riferimento: DLX.
      05.03 Conflitti e stalli.
      05.04 Laboratorio: simulazione della pipeline del DLX con WinDLX.
      05.05 Microprocessori multiple-issue.

06. La memoria:
      06.01 Dispositivi di memoria: RAM statiche e dinamiche.
      06.02 La gerarchia di memoria: caching e memoria virtuale.

07. La comunicazione:
      07.01 I bus e i dispositivi di I/O.
      07.02 Le interruzioni.

Testi di riferimento:

  • Hennessy, Patterson, "Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface", Elsevier (Morgan Kauffman Series), 2006
          (Hennessy, Patterson, "Struttura e Progetto dei Calcolatori: L'Interfaccia Hardware-Software", Zanichelli, 2006).
  • Propedeuticità:

    Programmazione degli Elaboratori, Logica Matematica.

    Modalità didattiche:

    Lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio (materiale didattico).

    Modalità di accertamento:

    Prova scritta, tesina individuale e prova orale (prove d'esame).

    Commissione d'esame:

    Prof. Alessandro Bogliolo e Prof. Alberto Carini (supplente: Dott. Emanuele Lattanzi).

    Note:

    Il progetto individuale e la prova scritta possono essere sostenuti in qualsiasi ordine, sono valutati in trentesimi, sono ritenuti sufficienti se i relativi voti sono non inferiori a 18 e restano validi per tutti gli appelli dell'anno accademico in cui vengono presentati o sostenuti.
    La media dei voti dello scritto e del progetto costituisce la base per il voto finale, che può essere modificato di 5 punti (in più o in meno) sostenendo una prova orale, opzionale.
    Se uno studente decide di ripetere la prova scritta, l'ultimo voto conseguito (anche se negativo) annulla i precedenti.

    Ultima modifica: 08/07/2009 Approvato da: Presidente CCdL