Classe 3° R - Informatica progetto Abacus PROGRAMMAZIONE DELLE ATTIVITA’ DISCIPLINARI Materia SISTEMI DI ELABORAZIONE E TRASMISSSIONE DELL’INFORMAZIONE Docente Teorico Prof. Giampaola Genta Docente Tecnico Pratico Prof. Gabriele Lilli Libri di testo adottati Titolo: SISTEMI 1 Architetture hardware e sistemi informatici Autore: Michele Naso Editore: Atlas Ore settimanali di lezione: 5 (2 di teoria e 3 di laboratorio) Ore di lezione previste nell’anno scolastico 2008/09 : 165 ARGOMENTI QUALIFICANTI DEL PROGRAMMA Obiettivi Lo studente al termine dell’anno scolastico sarà in grado di: utilizzare il concetto di sistema come astrazione utile alla comprensione della realtà acquisire il concetto di informazione per la comprensione dei procedimenti di soluzione dei problemi conoscere l’architettura di base di un sistema di elaborazione e le relative problematiche acquisire il concetto di sistema e modello, saper distinguere i vari tipi di sistema e conoscerne pregi e difetti Contenuti TEMPI 20h. 6h. 8h. 6h. CONTENUTI RAPPRESENTAZIONE DEI NUMERI E ALGEBRA BOOLEANA Sistemi di numerazione Sistema binario Aritmetica binaria Rappresentazione dei numeri naturali all’interno dei sistemi di calcolo Sistema ottale Sistema esadecimale Rappresentazione dei numeri interi Rappresentazione dei numeri interi in complemento a 2 Rappresentazione dei numeri reali Algebra degli enunciati; algebra degli insiemi; diagrammi di Venn Algebra di Boole; proprietà e teoremi TEORIA DEI SISTEMI Metodo di studio dei fenomeni Classificazione dei sistemi Analogie tra sistemi di natura diversa I modelli; il controllo automatico Caratteristiche della risposta di un sistema; algebra degli schemi a blocchi; sistema lineare e disturbo Lo stato di un sistema Diagramma degli stati COMUNICAZIONI Modello di rappresentazione di un processo di comunicazione Codici Codici efficienti numerici Codici efficienti alfanumerici Codici ridondanti Codici rilevatori di errori Codici autocorrettori Codici a lunghezza variabile Codice di Huffman; codici rflessi Trasmissione in banda base Trasmissione con modulazione Generalità sui protocolli Trasmissione seriale sincrona e asincrona Mezzi trasmissivi fisici Mezzi trasmissivi di tipo wireless AUTOMI Equazioni e modelli fondamentali degli automi Automi a stati finiti OBIETTIVI Imparare i sistemi di numerazione e la rappresentazione di un numero decimale in qualsiasi base Essere in grado di utilizzare l’aritmetica nei sistemi di numerazione diversi da quello decimale Conoscere le rappresentazioni dei tipi di dati numerici all’interno dei sistemi di calcolo Imparare ad utilizzare gli operatori logici fondamentali e universali Conoscere la definizione e la classificazione dei sistemi Imparare a rappresentare un sistema mediante un modello Essere in grado di applicare in contesti diversi i concetti di sistema e modello Imparare a costruire il modello di un processo di comunicazione Conoscere il concetto di protocollo e la teoria fondamentale della comunicazione Essere in grado di analizzare i codici più utilizzati nelle comunicazioni e di tradurre un messaggio in segnali attraverso i diversi codici di linea Conoscere il concetto di automa Imparare a rappresentare il 20h. 13h. Esempio di automa Proprietà degli automi Elementi di memoria Utilizzazione di un flip flop nella sintesi di un circuito sequenziale Trasformazione del grafo di Mealy nel grafo di Moore e viceversa Minimizzazione degli stati di una macchina sequenziale ARCHITETTURE Modello di sistema di elaborazione Modello di calcolatore convenzionale Le memorie elettroniche Bus; bus standard e bus ISA; bus locali e bus VESA Plug and play Bus PCI Porta AGP PCI-Express; il bus PCMCIA; il bus SCSI Lo standard USB Il bus IEEE 1394 La porta seriale La porta parallela Stampanti e memory card; protocollo PictBridge La porta IDE-EIDE e la gestione dei dischi Bus SATA e gestione dei dischi; accodamento Nativo dei Comandi; modalità di trasferimento dei dati per i dischi; algoritmi di traslazione nella gestione dei dischi; sistemi RAID per organizzare più dischi fissi; memorie di massa in rete Dischi ottici USB Flash Drive Il BIOS Chipset Memorie a nastro magnetico MICROPROCESSORI Struttura di base del microprocessore La sezione esecutiva La sezione di controllo Prestazioni di un microprocessore Il microprocessore Intel 8088/86 Evoluzione dei processori Intel 80x86; indirizzamento della memoria nel microprocessore 8088/86; schema di principio di un’architettura SIMD; gestione delle interruzioni nel processore 8088/86; il coprocessore matematico 8087 Forme di parallelismo e pipeline I processori Pentium suo comportamento funzionale mediante grafi, tabelle e modelli matematici Essere in grado di fare l’analisi e la sintesi di automi riconoscitori di sequenze di caratteri Conoscere le principali proprietà degli automi Avere una visione generale di un sistema di elaborazione Sapere distinguere tra bus di sistema e bus di espansione ed impararne le funzioni ed i servizi standard Essere in grado di collegare e gestire le memorie elettroniche, ottiche e magnetiche Conoscere le tecnologie delle stampanti e le modalità per interfacciarle al sistema Apprendere la funzione di chipset e di BIOS nel sistema di elaborazione Conoscere l’architettura generale e i componenti fondamentali dei microprocessori Sapere individuare le linee evolutive dei microprocessori utilizzati negli attuali sistemi di calcolo Imparare come i paradigmi di programmazione evolvono verso il calcolo parallelo per sfruttare completamente le potenzialità dei processori dual 92h Architetture CISC e RISC Evoluzione dei processori Pentium e AMD ESERCITAZIONI DI LABORATORIO Realizzazione e test di programmi Assembly o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o core Saper applicare i concetti acquisiti nelle lezioni teoriche REGISTRI FLAG MEMORIA STACK PORTE DI INPUT/OUTPUT FORMATO DELLE COSTANTI COMMENTI LABEL CONDIZIONI SALTI ASSOLUTI E RELATIVI PSEUDO-ISTRUZIONI ISTRUZIONI: ADC A,VAL8 ADC A,REG8 ADC A,(PMEM) ADC HL,REG16 ADD HL,REG16 ADD IX,REG16 ADD IY,REG16 CALL VAL16 CALL CC,VAL16 CCF CP VAL8 CP REG8 CP (PMEM) DEC REG8 DEC (PMEM) DEC REG16 INC REG8 INC (PMEM) INC REG16 JP VAL16 JP CC,VAL16 JP (REG16) JR VAL8 JR CC,VAL16 LD REG16,(VAL16) LD REG16,VAL16 LD REG8,VAL8 LD REG8,REG8* LD REG8,(PMEM) LD (PMEM),A LD (VAL16),A LD (PMEM),VAL8 LD (PMEM),REG8 LD (VAL16),REG16 LD A,(PMEM) LD A,(VAL16) SUB VAL8 SUB REG8 SUB (PMEM) Documentazione del software con Word Metodi di insegnamento Gli argomenti teorici saranno trattati prevalentemente con lezioni frontali. Lo svolgimento degli esercizi sarà effettuato sia con lezioni frontali che con lezioni partecipate. Le esercitazioni pratiche di laboratorio saranno effettuate individualmente. Mezzi e strumenti di lavoro Oltre i tradizionali metodi di insegnamento saranno utilizzate le strumentazioni informatiche multimediali del laboratorio. Spazi Aula e Laboratorio di sistemi. Tempi Vedi tabella precedente. Strumenti di verifica Per la verifica dell’apprendimento degli argomenti trattati saranno effettuate verifiche sommative, scritte e orali, formative ed esercitazioni di laboratorio. Le verifiche formative riguarderanno soprattutto la parte dello svolgimento degli esercizi in preparazione delle prove scritte e di laboratorio. Sono previste tre verifiche scritte e due orali nel primo quadrimestre. Sono previste almeno quattro verifiche scritte e due orali nel secondo quadrimestre. Le verifiche saranno articolate su quesiti a risposta aperta o multipla e sulla soluzione di esercizi. Le verifiche di laboratorio saranno costituite da soluzione di semplici problemi in linguaggio Assembly.