Architettura degli Elaboratori

Docente:

• Francesco De Angelis

Link ESSE3

• Architettura degli Elaboratori - AA 2019/20

Orario delle Lezioni:

• Martedì 14-16
• Mercoledì 14-16
• Giovedì 14:30-17:30
• NOTA: non faremo 7 ore a settimana, l'orario subirà aggiustamenti nell'ambito delle ore assegnate al corso.

Ricevimento studenti:

• Al termine delle lezioni o previo appuntamento e-mail

Per info veloci sul corso relativamente e lezioni e eventuali spostamenti

• Canale Microsoft Teams che vi verrà comunicato a lezione

Comprendere la struttura e il funzionamento di un elaboratore e delle sue diverse parti hardware e software. Conoscere come viene rappresentata e trattata l'informazione nei sistemi di elaborazione e nei diversi livelli gerarchici di astrazione. Conoscere i principi e le tecniche di programmazione dei sistemi ai vari livelli con particolare enfasi alla macchina firmware e assembler. Focalizzare le principali scelte di progetto delle architetture di sistemi, con particolare riferimento al parallelismo ai diversi livelli.

Saper analizzare criticamente, sulla base delle conoscenze acquisite nella parte teorica, i componenti dei moderni computer disponibili sul mercato. Acquisire competenze sul funzionamento delle architetture a livelli grazie allo sviluppo di circuiti digitali e semplici programmi che facciano uso di microcontrollori.

1. Sistemi a livelli.
2. Principi di parallelismo e cooperazione (validi a tutti i livelli), prestazioni.
3. Aritmetica del Calcolatore.
4. Logica Digitale, Processori, gerarchie di memorie, comunicazioni, dispositivi.
5. Architettura dell'unità centrale e dei dispositivi di ingresso-uscita.
6. Memoria a più livelli
7. Parallelismo a livello di istruzioni.
8. Multiprocessori e multicalcolatori.

1. Metodologie e tecniche di progetto (di base) per la realizzazione dei dispositivi di elaborazione digitale.
2. Macchine digitali e reti logiche. Codifica delle informazioni - principali codici numerici e alfanumerici. Sintesi e ottimizzazione dei circuiti combinatori.

1. Il concetto di stato nei sistemi digitali. Modelli e metodi di analisi e sintesi delle reti logiche combinatorie e sequenziali.
2. Reti combinatorie, algebra della commutazione, i principali componenti combinatori: decoder, multiplexer, operatori aritmetici, sintesi minima sintesi basata sulle espressioni generali e sui teoremi di espansione.

1. Reti sequenziali - automi a stati finiti, reti sequenziali asincrone e il FF-SR, reti sequenziali sincrone e il FF-D, reti sequenziali sincrone comunemente impiegate come componenti di sistemi digitali: contatori e registri di vario tipo.
2. Composizione di contatori, registri e reti combinatorie programmabili.
3. Introduzione all'architettura di un calcolatore: Data Path e Unità di controllo.
4. Componenti programmabili

Slide del Corso

• Diapositive e materiale allegato disponibile tramite cartella in Microsoft Teams

Altro

• Software Logisim

Testi di Riferimento

• David A. Patterson, John L. Hennessy, “Struttura e progetto dei calcolatori. Progettare con RISC-V”, Zanichelli, ISBN: 978-8808820594
• Mano M. Morris, Charles R. Kime, “Reti logiche (4ed)”, Pearson Education Italia, ISBN: 978-8871924618

Date Esami A.A. 2019/2020

• Consultare ESSE3

Chi non si iscrive all'esame su esse3 NON sostiene l'appello! Di norma le iscrizioni chiudono 2 giorni prima dell'esame. Nei due giorni di chiusura è comunque possibile mandare una mail al docente per essere registrati. Questo perché le registrazioni su carta il giorno dell'esame generano solo confusione.

Le date di appello sono esclusivamente quelle presenti a inizio anno accademico su ESSE3. Siete pregati di organizzarvi come meglio credete per la partecipazione alla prova d'esame.

REGOLE ESAME VIGENTI DA AA 18-19 per esame da 9 cfu e 12 cfu

L'esame di “teoria + laboratorio” sarà svolto in un unico appello senza più la possibilità di mantenere una o l'altra parte. Si sostengono le due parti insieme e si ottiene un solo voto.

Il voto registrabile è il voto >=18 che si ottiene nell'ultimo appello in cui ci si è iscritti, presentati e di cui si è consegnato il compito. Se si supera un esame, non si registra e si risostiene l'esame a un appello successivo prendendo un voto piu basso (o non superando l'appello) NON è possibile più registrare il voto originale!

GESTIONE TRANSITORIA per chi negli anni passati ha sostenuto con voto >=18 solo teoria o solo laboratorio: per voi valgono le regole precedenti e potete sostenere solo la parte mancante per poter poi effettuare la media. Per completezza potere controllare gli elenchi presenti online nella cartella google (raggiungibile sempre a partire dalla wiki).

Si avvisa che non saranno più corretti compiti che non riportano scritto il nome in maniera leggibile (ossia in semplice stampatello maiuscolo). Nè compiti del tutto o in parte scritti a matita!

VECCHIE Regole di esame SOLO PER CHI HA GIA SOSTENUTO UNA DELLE DUE PARTI SINGOLARMENTE per l'esame da 12 cfu:

L'esame di tutto il corso è composto da due prove scritte (sostenibili nello stesso appello o in appelli separati):

• modulo “architettura”
• modulo “laboratorio“ (conosciuto anche come “reti logiche”)

Per superare l'esame e registrare il voto è quindi necessario:

• superare (almeno 18) l'esame del modulo “architettura” (scritto) [oppure averlo superato negli anni passati scritto o orale che fosse]
• superare (almeno 18) l'esame del modulo “laboratorio” (scritto) [oppure averlo superato negli anni passati scritto o orale che fosse]

PER CHI DEVE SOSTENERE L'ESAME DA 12 CFU 50% “architettura” e 50% da ”reti logiche”

Risultati Esame

• I risultati di ogni singolo esame sono disponibili nella cartella google drive del corso
• I risultati finali da 12 cfu (con i voti verbalizzabili evidenziati in giallo) sono disponibili qui.