Architettura degli elaboratori

A.A. 2019/2020
Insegnamento per
6
Crediti massimi
48
Ore totali
SSD
INF/01
Lingua
Italiano
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.
Conoscenza degli elementi fondamentali relativi alla struttura e al funzionamento di un calcolatore elettronico. Capacità di tradurre semplici algoritmi al livello comprensibile alla macchina calcolatore.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
INF/01 - INFORMATICA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
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.
Propedeuticità
Nessuna. Si richiede una conoscenza dei concetti base di programmazione e la capacità di leggere un testo in inglese.
Prerequisiti e modalità di esame
L'esame si articola in una prova scritta obbligatoria (che richiede la soluzione di esercizi di tipo applicativo e la risposta a quesiti teorici) con valutazione in trentesimi, e nella codifica (in laboratorio informatizzato) di un programma in linguaggio Assembly LC2 che - se corretto - può portare a un incremento massimo di 2 trentesimi della valutazione della prova scritta.
Metodi didattici
Videolezioni online
Materiale didattico e bibliografia
Materiale didattico disponibile sulla piattaforma di erogazione online.
Dispense e lucidi 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.
Periodo
Secondo quadrimestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
Previo appuntamento mediante e-mail
DI - via Celoria 18, 20133 Milano (MI)