Architettura degli elaboratori
A.A. 2025/2026
Obiettivi formativi
L'insegnamento ha lo scopo di introdurre i concetti di base dell'architettura hardware e firmware dei sistemi di elaborazione, a partire dai fondamenti della logica digitale fino a descrivere il comportamento e la struttura circuitale dei principali componenti di un calcolatore e la sua programmazione in linguaggio macchina.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente sarà in grado di utilizzare le principali tecniche di codifica dell'informazione, l'algebra Booleana e le nozioni di base dei circuiti logici. Dovrà dimostrare la comprensione del ruolo e del comportamento degli elementi fondamentali relativi alla struttura e al funzionamento di un calcolatore elettronico. Lo studente dovrà inoltre essere in grado di tradurre semplici algoritmi nel linguaggio macchina del processore usato come riferimento nell'insegnamento.
Periodo: Secondo quadrimestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento non può essere seguito come corso singolo. Puoi trovare gli insegnamenti disponibili consultando il catalogo corsi singoli.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo quadrimestre
Programma
FUNZIONAMENTO DEL CALCOLATORE
* Architettura di riferimento. La macchina di Von Neumann. Struttura funzionale delle componenti principali.
* Il linguaggio macchina. Il linguaggio Assembly. Esercizi.
ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE
* Principi di funzionamento dei sistemi elettronici digitali. Codifica digitale delle informazioni. Algebra di commutazione, porte logiche, bistabili. Reti combinatorie e sequenziali.
* I principali componenti dell'architettura del microcalcolatore. Circuiti per la realizzazione delle principali funzioni di memoria. Elementi di memoria (ROM, SRAM, DRAM).
* Architettura delle periferiche di I/O (Input/Output). Tipi e caratteristiche dei dispositivi di I/O. Il bus: struttura e modalità di connessione. La gestione software dell'I/O.
* Il processore: progetto del Data Path. Circuiti per le principali operazioni aritmetiche. Progettazione di un modello di ALU.
* Il processore: progetto del Control Path. Progetto di un'unità di controllo. Unità di controllo cablate e microprogrammate.
* Principali direttrici di evoluzione architetturale. Memorie cache. Memoria virtuale. Pipelining.
* Architettura di riferimento. La macchina di Von Neumann. Struttura funzionale delle componenti principali.
* Il linguaggio macchina. Il linguaggio Assembly. Esercizi.
ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE
* Principi di funzionamento dei sistemi elettronici digitali. Codifica digitale delle informazioni. Algebra di commutazione, porte logiche, bistabili. Reti combinatorie e sequenziali.
* I principali componenti dell'architettura del microcalcolatore. Circuiti per la realizzazione delle principali funzioni di memoria. Elementi di memoria (ROM, SRAM, DRAM).
* Architettura delle periferiche di I/O (Input/Output). Tipi e caratteristiche dei dispositivi di I/O. Il bus: struttura e modalità di connessione. La gestione software dell'I/O.
* Il processore: progetto del Data Path. Circuiti per le principali operazioni aritmetiche. Progettazione di un modello di ALU.
* Il processore: progetto del Control Path. Progetto di un'unità di controllo. Unità di controllo cablate e microprogrammate.
* Principali direttrici di evoluzione architetturale. Memorie cache. Memoria virtuale. Pipelining.
Prerequisiti
Nessun prerequisito. Si richiede una conoscenza dei concetti base di programmazione e la capacità di leggere un testo in inglese.
Metodi didattici
Videolezioni disponibili sulla piattaforma web del corso di laurea.
Materiale di riferimento
Dispense e slide a cura del docente, disponibili sul sito dell'insegnamento.
Materiale consigliato
* P.Patel, Y.Patt: Introduction to computing systems: from bits and gates to C and beyond, McGraw Hill.
* V.C.Hamacher, Z.G.Vranesic, S.G.Zaky: Introduzione all'Architettura dei Calcolatori, McGraw Hill.
Materiale consigliato
* P.Patel, Y.Patt: Introduction to computing systems: from bits and gates to C and beyond, McGraw Hill.
* V.C.Hamacher, Z.G.Vranesic, S.G.Zaky: Introduzione all'Architettura dei Calcolatori, McGraw Hill.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame è una prova scritta. La prova scritta richiede la risposta a domande di tipo applicativo e teorico, aventi contenuti e difficoltà analoghi a quelli affrontati nelle lezioni. Durante lo scritto non è ammessa la consultazione di testi o appunti. I parametri di valutazione comprendono: la conoscenza degli argomenti dell'insegnamento e la capacità di ragionamento logico. La valutazione è espressa in trentesimi. I risultati della prova saranno comunicati tramite il sistema di verbalizzazione via mail.
Docente/i
Ricevimento:
Su appuntamento via e-mail
Dipartimento di Informatica - Via Celoria 18 - 20135 - Milano (MI)