ID:
3204
Durata (ore):
96
CFU:
12
Url:
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA/PERCORSO COMUNE Anno: 2
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Ciclo Annuale (25/09/2023 - 17/05/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Fornire le conoscenze di base relative alle metodologie per l'analisi ed il progetto dei circuiti logici, lo studio degli elementi fondamentali di architettura dei sistemi di calcolo e della programmazione assembly.
Fornire conoscenza e comprensione con una visione critica delle moderne architetture di calcolo, caratterizzate da una complessità sempre crescente.
Sviluppare la capacità di comprendere gli aspetti rilevanti delle interfacce hardware/software e di analizzare e progettare sistemi logici digitali.
Sviluppare l’autonomia nella scelta delle migliori soluzioni tecnologiche da utilizzare nel progetto in esame.
Sviluppare la capacità di esprimersi utilizzando un linguaggio adeguato agli standard del settore e di aggiornarsi sull’evoluzione tecnologica nell’ambito dei calcolatori elettronici.
Fornire conoscenza e comprensione con una visione critica delle moderne architetture di calcolo, caratterizzate da una complessità sempre crescente.
Sviluppare la capacità di comprendere gli aspetti rilevanti delle interfacce hardware/software e di analizzare e progettare sistemi logici digitali.
Sviluppare l’autonomia nella scelta delle migliori soluzioni tecnologiche da utilizzare nel progetto in esame.
Sviluppare la capacità di esprimersi utilizzando un linguaggio adeguato agli standard del settore e di aggiornarsi sull’evoluzione tecnologica nell’ambito dei calcolatori elettronici.
Prerequisiti
Conoscenza dei principi fondamentali della programmazione ad alto livello (linguaggio C).
Metodi didattici
Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali. Sono inoltre previste esercitazioni in aula ed esercitazioni guidate svolte dagli studenti con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico. Tutte le attività sono svolte con supporto di lavagna digitale (tablet).
Verifica Apprendimento
L'esame consiste in una prova scritta, seguita dalla prova orale. Durante la prova scritta si chiede di eseguire il progetto di una rete sequenziale sincrona. Il tempo assegnato per la prova scritta è di due ore. L’esito della prova scritta potrà essere: “buono” (lo studente è ammesso alla prova orale senza nessuna limitazione sul voto finale), “sufficiente” (lo studente è ammesso alla prova orale ma la valutazione finale non potrà superare 25/30), “insufficiente” (lo studente non è ammesso alla prova orale e dovrà ripetere la prova scritta). Superata la prova scritta (con esito “buono” o “sufficiente”), essa ha validità per l’appello in corso entro il quale dovrà essere sostenuta la prova orale.
Testi
- Harris, Harris - Sistemi digitali e architettura dei calcolatori - Zanichelli - ISBN: 9788808920737
Contenuti
-CONCETTI PRELIMINARI: Sistemi numerici posizionali. Codifica delle informazioni. Complemento alla base e complemento alla base meno uno. Codifica numeri interi e relativi. Codifica floating point. Lo standard IEEE 754. Il concetto di bit.
-LOGICA COMBINATORIA: Algebra di Boole. Operatori logici. Porte logiche, Espressioni e funzioni booleane. Reti logiche combinatorie. Le mappe di Karnaugh. Reti multilivello. Condizioni di indifferenza. Alta impedenza. Multiplexer e Decoder. Temporizzazioni. -LOGICA SEQUENZIALE: Reti logici sequenziali. Latch e Flip-Flop. Progetto di reti logiche sequenziali sincrone. Macchine a stati finiti. Temporizzazione della logica sequenziale. Preset e Clear.
-COMPONENTI LOGICI: Cenni sui linguaggi di descrizione dell’hardware (Verilog). Circuiti aritmetici. Contatori e registri. Componenti di memoria. La Memoria ROM. La memoria RAM. RAM dinamica e RAM statica. Circuiti logici programmabili.
ARCHITETTURA ARM: Il linguaggio Assembly. L’Instruction Set Architecture Arm. Istruzioni data processing. Istruzioni di accesso alla memoria. Istruzioni di salto. Istruzioni condizionali. Le funzioni. Lo stack. Linguaggio macchina. Il compilatore. L’assemblatore. Il linker. Il loader. Memory map.
-MICROARCHITETTURA ARM: Analisi delle prestazioni. Il Datapath. Processore a ciclo singolo. Processore multiciclo. Processore con pipeline.
-IL SISTEMA DI MEMORIA: La memoria cache. Tasso di successo e di insuccesso. Cache a mappatura diretta. Cache set associative. Cache fully associative. La memoria virtuale.
-LOGICA COMBINATORIA: Algebra di Boole. Operatori logici. Porte logiche, Espressioni e funzioni booleane. Reti logiche combinatorie. Le mappe di Karnaugh. Reti multilivello. Condizioni di indifferenza. Alta impedenza. Multiplexer e Decoder. Temporizzazioni. -LOGICA SEQUENZIALE: Reti logici sequenziali. Latch e Flip-Flop. Progetto di reti logiche sequenziali sincrone. Macchine a stati finiti. Temporizzazione della logica sequenziale. Preset e Clear.
-COMPONENTI LOGICI: Cenni sui linguaggi di descrizione dell’hardware (Verilog). Circuiti aritmetici. Contatori e registri. Componenti di memoria. La Memoria ROM. La memoria RAM. RAM dinamica e RAM statica. Circuiti logici programmabili.
ARCHITETTURA ARM: Il linguaggio Assembly. L’Instruction Set Architecture Arm. Istruzioni data processing. Istruzioni di accesso alla memoria. Istruzioni di salto. Istruzioni condizionali. Le funzioni. Lo stack. Linguaggio macchina. Il compilatore. L’assemblatore. Il linker. Il loader. Memory map.
-MICROARCHITETTURA ARM: Analisi delle prestazioni. Il Datapath. Processore a ciclo singolo. Processore multiciclo. Processore con pipeline.
-IL SISTEMA DI MEMORIA: La memoria cache. Tasso di successo e di insuccesso. Cache a mappatura diretta. Cache set associative. Cache fully associative. La memoria virtuale.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
3 anni
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