ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI

Fabiola De Marco ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI

0512100002
DIPARTIMENTO DI INFORMATICA
CORSO DI LAUREA
INFORMATICA
2024/2025

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2017
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
756LEZIONE
216ESERCITAZIONE


Obiettivi
Obiettivo generale

L'obiettivo formativo del corso è quello di consentire allo studente di apprendere gli elementi fondamentali dell'architettura di un sistema di calcolo moderno, con particolare riferimento al processore MIPS.
Conoscenza e capacità di comprensione

Le principali conoscenze acquisite dallo studente al termine del corso includeranno più nello specifico:
-Rappresentazione delle informazioni (istruzioni e dati).
-Aritmetica dell'elaboratore (aritmetica per numeri interi, in virgola mobile, in complemento a due).
-Algebra Booleana e reti combinatorie.
-Moduli combinatori ed elementi di memorizzazione.
-Progettazione dell’Unità Aritmetico-Logica.
-Linguaggio assembly del processore MIPS.
-Progettazione dell’unità di elaborazione dati nel processore MIPS a ciclo singolo.
-Progettazione dell’unità di controllo nel processore MIPS a ciclo singolo.
-Utilizzo della tecnica del pipelining per il miglioramento delle prestazioni del processore MIPS.
-Funzionamento della gerarchia di memoria.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
-Convertire numeri interi o in virgola mobile tra basi diverse in sistemi posizionali pesati.
-Rappresentare numeri e caratteri in diversi sistemi di rappresentazione.
-Progettare ed analizzare semplici reti combinatorie.
-Utilizzare moduli combinatori standard per costruire reti combinatorie.
-Programmare in linguaggio assembly (Instruction Set Architecture del MIPS).
-Progettare l’unità di elaborazione e di controllo per il microprocessore MIPS a ciclo singolo.
-Ottimizzare la performance del microprocessore MIPS tramite la tecnica del pipelining.
-Riconoscere la presenza di hazard dati in frammenti di codice Assembler.
-Comprendere il funzionamento della gerarchia di memoria.

Autonomia di giudizio

Lo studente sarà in grado di confrontare e valutare la qualità di diverse soluzioni relative alla richiesta di progettazione di un sistema di calcolo.

Abilità comunicative Lo studente sarà in grado di:

-Comunicare, sia in forma scritta che orale, con interlocutori specialisti e non specialisti, concetti riguardanti la progettazione, la realizzazione e la valutazione di un sistema di calcolo.
-Rappresentare e comunicare, mediante testi o strumenti virtuali, i risultati ottenuti a valle della propria attività professionale.

Capacità di apprendimento

Lo studente sarà in grado di:
-Acquisire un’efficace metodologia di studio tale da consentirgli un continuo ed autonomo aggiornamento professionale, in relazione ai mutevoli fabbisogni di mercato.
-Consultare informazioni presenti in rete su argomenti relativi all’architettura dei calcolatori.
Prerequisiti
LO STUDENTE NON DEVE AVERE PARTICOLARI CONOSCENZE INFORMATICHE.
UNA BUONA CONOSCENZA DA UTENTE DI PERSONAL COMPUTER PUÒ AIUTARE NELL’INQUADRAMENTO DI ALCUNE PARTI DEL CORSO.
UNA CONOSCENZA (ANCHE APPROSSIMATIVA) DI PROGRAMMAZIONE PUÒ AIUTARE NELLA PARTE RELATIVA ALLA PROGRAMMAZIONE ASSEMBLER.
Contenuti
1) ARCHITETTURA DEI CALCOLATORI (1 CREDITO)
2) RAPPRESENTAZIONE DELL'INFORMAZIONE (1 CREDITO)
3) LOGICA DIGITALE (1 CREDITO)
4) LINGUAGGIO ASSEMBLER DI UNA MACCHINA RISC (2 CREDITI)
5) IMPLEMENTAZIONE DELLA UNITÀ DI ELABORAZIONE A CICLO SINGOLO (1 CREDITO)
6) MISURA DELLE PRESTAZIONI, MIGLIORAMENTO DELLE PRESTAZIONI MEDIANTE PIPELINE (2 CREDITI)
7) GERARCHIE DI MEMORIA (1 CREDITO)
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONSTA DI LEZIONI FRONTALI PER 7 CFU E DI LEZIONI DI ESERCITAZIONE PER 2 CFU.
Verifica dell'apprendimento
PROVA SCRITTA ED ESAME ORALE.
SONO PREVISTE DUE PROVE IN ITINERE CHE ESONERANO DALLA PROVA SCRITTA.
LA PROVA SCRITTA E LE PROVE IN ITINERE SERVONO A VALUTARE LA CAPACITÀ DELLO STUDENTE DI METTERE IN PRATICA LE NOZIONI DELL'INSEGNAMENTO ATTRAVERSO LA RISOLUZIONE DI ESERCIZI SPECIFICI DI RAPPRESENTAZIONE DELLA INFORMAZIONE, DI PROGRAMMAZIONE ASSEMBLER E DI PROGETTAZIONE DI CIRCUITI LOGICI COMPLESSI.
L’ESAME ORALE HA LO SCOPO DI VALUTARE LA PREPARAZIONE GENERALE RISPETTO ALL'INTERO PROGRAMMA.
Testi
STRUTTURA E PROGETTO DEI CALCOLATORI, V EDIZIONE
DI DAVID A. PATTERSON, JOHN L. HENNESSY
ISBN: 8808399850
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FRANCO PREPARATA, “INTRODUZIONE ALLA ORGANIZZAZIONE E ALLA PROGETTAZIONE DI UN ELEBORATORE ELETTRONICO", FRANCO ANGELI
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IL PRIMO LIBRO DI TESTO PUÒ EVENTUALMENTE ESSERE SOSTITUITO DALLA EDIZIONE PRECEDENTE DELLO STESSO:
DAVID PATTERSON - JOHN HENNESSY, "STRUTTURA, ORGANIZZAZIONE E PROGETTO DEI CALCOLATORI.", IV EDIZIONE ZANICHELLI
Orari Lezioni

  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-18]