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Dipartimento: DIMES
Corso di Laurea: INGEGNERIA INFORMATICA
Indirizzo Internet Corso di Laurea: www.dimes.unical.it
Nome insegnamento: CALCOLATORI ELETTRONICI
Condivisione: CdL In Ing. Elettronica
Articolazione in moduli: NO
Settore Scientifico Disciplinare: ING-INF/05
Docente responsabile: Luigi PALOPOLI
Posizione docente responsabile:
Professore Ordinario
Crediti formativi universitari: 9
Numero ore lezioni: 57
Numero ore riservate attività didattiche assistite:
Numero ore esercitazioni: 27
Numero ore riservate studio individuale:
Tipologia: ATTIVITA’ CARATTERIZZANTE – INGEGNERIA INFORMATICA
Lingua di insegnamento: ITALIANO
Collocazione: II Anno, II semestre
Prerequisiti: Fondamenti di Informatica
Il corso ha lo scopo illustrare la struttura dei calcolatori elettronici e i principi alla base del loro funzionamento. La prima parte del
corso è dedicata alla struttura del calcolatore (unità funzionali, processore e periferiche), con particolare attenzione alla struttura,
al funzionamento e alla valutazione delle prestazioni del processore; la seconda parte alla teoria dei circuiti digitali (analisi e
sintesi di reti combinatorie e macchine sequenziali); la terza parte, è dedicata al livello microarchitetturale ed ad un cenno ad
aspetti più avanzati delle architetture dei calcolatori. Durante il corso inoltre saranno illustrati modelli di calcolo reali e
l’evoluzione delle famiglie di calcolatori commerciali evidenziandone le caratteristiche peculiari.
Argomenti delle lezioni e delle esercitazioni:
Reti Logiche.
Richiami su tecniche di rappresentazione dell’informazione; algebra booleana: funzioni, forme minime, forme normali; concetti di
base della sintesi combinatoria e sequenziale; circuiti combinatori: sintesi a due livelli, moduli combinatori standard, circuiti
aritmetici, ROM; circuiti sequenziali sincroni: automi a stati finiti, moduli sequenziali, registri, RAM.
La Struttura dei Calcolatori Elettronici.
Organizzazione strutturata dei calcolatori, macchine ad accumulatore, macchine a registri; linguaggi, livelli e macchine virtuali;
organizzazione della CPU; architetture RISC e CISC; memoria principale e secondaria; metodi di indirizzamento.
Microarchitettura e Complementi di Architettura dei Calcolatori.
Parte operativa e parte controllo; interconnessione tra componenti; introduzione alla microprogrammazione e sua
implementazione; cenni alla progettazione di sistemi a microprocessore: progettazione della parte operativa, interfacciamento
con la memoria; progettazione di macchine a controllo cablato e micro programmato.
Ulteriori Nozioni di Architettura dei Sistemi Monoprocessore
Tecniche di caching; tecniche di realizzazione dell'I/O: busy waiting, interruzioni, DMA
L’Ottimizzazione delle Prestazioni in Sistemi Monoprocessore
Pipelining; parallelismo a livello delle istruzioni e del processore; architetture superscalari.
Sistemi Multiprocessore
Cenni alle strutture multiprocessore: strutture di interconnessione e di accesso alla memoria; architetture a memoria
centralizzata e distribuita; modelli di coerenza di memoria; una panoramica sui processori vettoriali.
Architetture Reali
SPARC; evoluzione dei processori Intel/AMD; esempi di Architetture reali.
Cenni sull’interfaccia Hw/Sw.
Gerarchia delle macchine virtuali. L’interfaccia Hw/Sw.
Assembly
Introduzione al linguaggio assembly, set di istruzioni Intel x86, implementazione di programmi assembly
Modalità di frequenza: OBBLIGATORIA
Modalità di svolgimento delle lezioni:
In aula, con metodologie tradizionali.
Modalità di svolgimento delle esercitazioni:
In aula, con metodologie tradizionali ed utilizzo di software di simulazione di Hw.
Metodi di valutazione:
Prova scritta e prova orale obbligatoria.
Testi di riferimento:
Fabrizio Luccio, Linda Pagli – Reti Logiche e Calcolatore, Boringhieri, Torino
Noam Nisan, Shimon Schocken – The Elements of Computing Systems, The MIT press, Cambridge (MA)
Hennessy, Pattersonn - Architettura degli elaboratori, Apogeo, Milano
Andrew S. Tanenbaum - Structured Computer Organization, Prentice Hall
Orario e aule lezioni:
Calendario prove valutazione:
www.dimes.unical.it