ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI E LABORATORIO M - Z

9 CFU - 2° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

NINO CAULI

Obiettivi formativi

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.
LABORATORIO
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.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI
- Lezioni frontali
- Esercitazioni in aula
LABORATORIO
- Lezioni frontali
- Esercitazioni in aula

Prerequisiti richiesti

ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI
Nessun prerequisito è richiesto.
LABORATORIO
Nessun prerequisito è richiesto.

Frequenza lezioni

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

Contenuti del corso

ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI
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.
LABORATORIO
1. Rappresentazione binaria dei numeri e dell'informazione.
2. Logica della commutazione, porte logiche
3. Analisi e sintesi di funzioni logiche.
4. Registri, componenti di chip di memoria e del processore, ALU.
5. Linguaggio assemblativo, direttive di assemblatore, pile e sottoprogrammi.
6. Modi di indirizzamento complessi, esempi di programmi assemblativi.
7. Gestione di interruzioni ed eccezioni in architetture reali.
8. Esempi di programmi con integrazione di linguaggi C e assemblativi.
9. Progetto di microarchitetture, microprogrammazione, pipelining.
10. Bus e circuiti d'interfaccia, standard d'interconnessione (cenni).
11. Memorie cache, miglioramento delle prestazioni, memoria secondaria.
12. Moltiplicazione veloce, aritmetica binaria in virgola mobile (IEEE 754).

Testi di riferimento

ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI
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.
LABORATORIO
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.

Altro materiale didattico

ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI
Su Studium
LABORATORIO
Su Studium

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI
1. prova scritta
2. colloquio orale di convalida
3. presentazione e discussione di un progetto (opzionale)
LABORATORIO
- 1. prova scritta
  2. colloquio orale di convalida
  3. presentazione e discussione di un progetto (opzionale)

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI
Disponibili su studium
LABORATORIO
Su Studium

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