Architettura degli elaboratori i

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
6
Crediti massimi
60
Ore totali
SSD
INF/01
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Fornire le conoscenze di base della logica digitale. Acquisire la capacità di analizzare un problema e generare una soluzione adeguata.

Struttura insegnamento e programma

Linea Milano
Edizione attiva
INF/01 - INFORMATICA - CFU: 6
Laboratori: 24 ore
Lezioni: 36 ore
Turni:
Turno A
Docente: Basilico Nicola
Turno B
Docente: Trucco Gabriella
STUDENTI FREQUENTANTI
Programma
L'architettura di riferimento. Il ciclo di esecuzione delle istruzioni. Storia dell'elaboratore. Codifica dell'informazione. Rappresentazione binaria dei numeri.

Logica e algebra combinatoria
Operazioni su numeri binari. Le operazioni fondamentali: addizioni e sottrazioni. Rappresentazione binaria dei numeri in virgola mobile. Logica combinatoria. Algebra di Boole: variabili e operatori. Implementazione circuitale (porte logiche). Dai circuiti alla funzione. Porte universali. Dalle funzioni ai circuiti. Tabelle della verita'. Dalle tabelle della verita' ai circuiti: la prima forma canonica. Implementazione dellefunzioni logiche mediante PLA e ROM. Circuiti combinatori notevoli. Esercizi.

ALU
Addizionatori. Il problema del riporto. Moltiplicatori HW. Progettazione di una ALU a due stadi. Sommatore a 32 bit. Supporto all'operazione di confronto. Anticipazione di riporto. Introduzione al firmware. Circuiti firmware di moltiplicazione e divisione. Aritematica e addizionatori per numeri in virgola mobile.

Logica sequenziale
Temporizzazione dei circuiti booleani. Circuiti sequenziali. Il latch SC e il latch D. Registri e register file. Problemi di temporizzazione. I flip-flop. Macchine a stati finiti. Dalle specifiche al circuito. Il grafo e la tabella di transizioni di stato. Codifica della STT. Sintesi del circuito di una macchina a stati finiti. Esempi.

Introduzione alla CPU
Progetto di una CPU semplice e della sua unita' di controllo. Il formato dei diversi tipi di istruzioni. Istroduzione al codice macchina e assembler.

Progettazione e costruzione di circuiti logici mediante simulatore.
Prerequisiti e modalità di esame
L'esame consiste di una prova scritta e/o di una prova (discussione) orale più un progetto, tutte e tre obbligatorie. La prova scritta punta ad accertare le conoscenze dello studente sia sugli aspetti teorici della materia (tramite esercizi numerici o a risposta aperta) Partendo dai contenuti della prova scritta, la discussione orale verte su tutti gli argomenti trattati nel corso.Il progetto mira a valutare le capacità di costruzione di circuiti logici.
Metodi didattici
Lezioni frontali e laboratorio mediante simulatore di circuiti logici.
Materiale didattico e bibliografia
Testo principale (in English or Italian)
Struttura e progetto dei calcolatori: l'interfaccia hardware-software, D.A. Patterson and J.L. Hennessy, Quarta edizione, Zanichelli, estate 2014 (Nota: la quarta edizione Zanichelli è la traduzione della quinta edizione inglese).
"Computer Organization & Design: The Hardware/Software Interface", D.A. Patterson and J.L. Hennessy, Morgan Kaufmann Publishers, Fifth Edition, 2014.
STUDENTI NON FREQUENTANTI
Programma
L'architettura di riferimento. Il ciclo di esecuzione delle istruzioni. Storia dell'elaboratore. Codifica dell'informazione. Rappresentazione binaria dei numeri.

Logica e algebra combinatoria
Operazioni su numeri binari. Le operazioni fondamentali: addizioni e sottrazioni. Rappresentazione binaria dei numeri in virgola mobile. Logica combinatoria. Algebra di Boole: variabili e operatori. Implementazione circuitale (porte logiche). Dai circuiti alla funzione. Porte universali. Dalle funzioni ai circuiti. Tabelle della verita'. Dalle tabelle della verita' ai circuiti: la prima forma canonica. Implementazione dellefunzioni logiche mediante PLA e ROM. Circuiti combinatori notevoli. Esercizi.

ALU
Addizionatori. Il problema del riporto. Moltiplicatori HW. Progettazione di una ALU a due stadi. Sommatore a 32 bit. Supporto all'operazione di confronto. Anticipazione di riporto. Introduzione al firmware. Circuiti firmware di moltiplicazione e divisione. Aritematica e addizionatori per numeri in virgola mobile.

Logica sequenziale
Temporizzazione dei circuiti booleani. Circuiti sequenziali. Il latch SC e il latch D. Registri e register file. Problemi di temporizzazione. I flip-flop. Macchine a stati finiti. Dalle specifiche al circuito. Il grafo e la tabella di transizioni di stato. Codifica della STT. Sintesi del circuito di una macchina a stati finiti. Esempi.

Introduzione alla CPU
Progetto di una CPU semplice e della sua unita' di controllo. Il formato dei diversi tipi di istruzioni. Istroduzione al codice macchina e assembler.

Progettazione e costruzione di circuiti logici mediante simulatore.
Prerequisiti e modalità di esame
L'esame consiste di una prova scritta e/o di una prova (discussione) orale più un progetto, tutte e tre obbligatorie. La prova scritta punta ad accertare le conoscenze dello studente sia sugli aspetti teorici della materia (tramite esercizi numerici o a risposta aperta) Partendo dai contenuti della prova scritta, la discussione orale verte su tutti gli argomenti trattati nel corso.Il progetto mira a valutare le capacità di costruzione di circuiti logici.
Materiale didattico e bibliografia
Slide delle lezioni
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
su appuntamento
Dip. di Informatica, Via Celoria 18, 20133 Milano (MI), Ufficio 4008
Ricevimento:
Su appuntamento, utilizzare preferibilmente email
Sede Dipartimento di via Celoria 18
Ricevimento:
su appuntamento tramite e-mail
Dipartimento di Informatica Giovanni Degli Antoni