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Laurea in Informatica

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ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI - 8 CFU - A.A. 2013/2014

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Insegnante

Prof. Alessandro Sperduti

Periodo

I Anno - 1 Trimestre | 01/10/2013 - 07/12/2013

Ore: 70 (20 esercitazione, 10 laboratorio, 40 lezione)

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Prerequisiti

Non sono richieste conoscenze particolari, se non quelle di base della matematica.
L'insegnamento non prevede propedeuticità.

Conoscenze e abilità da acquisire

Obiettivo dell'insegnamento è quello di permettere allo studente di acquisire alcune conoscenze di base funzionali e tecnologiche riguardanti l'architettura degli elaboratori limitatamente al loro utilizzo in ambito locale. Sono previste esercitazioni in laboratorio informatico che consentono allo studente di approfondire le conoscenze acquisite mediante l'utilizzo di semplici simulatori di CPU, Cache, e Pipeline.

Modalità di esame

Lo studente deve superare un esame scritto e, se ritenuto necessario dal docente, un esame orale.

Criteri di valutazione

Il testo dell'esame scritto contiene alcune domande che consentono di valutare il livello di apprendimento delle nozioni impartite durante l'insegnamento e la capacità dello studente nell'analizzarle criticamente. Sono poi presenti esercizi in cui si richiede allo studente di ricostruire il funzionamento o il dimensionamento di alcune componenti dell'elaboratore. Tali esercizi hanno lo scopo di valutare se lo studente ha sviluppato la capacità di applicare le nozioni apprese durante l'insegnamento.
Nel caso in cui la valutazione dello scritto risulti appena sotto la sufficienza, il docente può decidere di integrare l'esame scritto con un esame orale per meglio verificare la preparazione dello studente.

contenuti

La struttura e le tematiche dell'insegnamento saranno le seguenti:
- Introduzione:
Evoluzione dei calcolatori; visione ad alto livello della struttura di un calcolatore; struttura e funzione della Cpu.
- Gestione della Memoria:
Memorie e Gerarchie di Memorie. Cache: tecniche di associazione, politiche di rimpiazzo. Simulatore Cache.
- Dispositivi e Gestione dell'Input/Output:
Input/Output: dispositivi esterni, modulo I/O, gestione da programma, gestione tramite interruzioni, DMA.
- Cenni di Circuiti Combinatori e Sequenziali, Microprogrammazione:
Algebra di Boole. Porte logiche. Circuiti Combinatori. Circuiti sequenziali. Microprogrammazione.
- Aritmetica dei Calcolatori:
Livello Macchina, Rappresentazione Binaria, Aritmetica.
- Linguaggio Assembler e Livello Instruction Set:
Linguaggio assembler. Caratteristiche istruzioni macchina. Tipi degli operandi, dati, operazioni. Indirizzamento. Formato istruzioni. Simulatore CPU.
- Livello Instruction Set:
Architetture CISC e RISC, Processori Multicore
- Valutazione e Miglioramento delle Prestazioni:
Pipeline: principi generali, prestazioni ideali, dipendenze, tecniche per la riduzione delle dipendenze, MIPS. Simulatore pipeline MIPS.




Attività di apprendimento previste e metodologie di insegnamento

L'insegnamento prevede lezioni frontali ed esercitazioni in laboratorio informatico. Le esercitazioni in laboratorio informatico consistono nella sperimentazione da parte degli studenti di simulatori di CPU, Cache e Pipeline, sotto vari scenari operativi. In questo modo gli studenti possono verificare sperimentalmente i concetti appresi a lezione e acquisire sia capacità di applicazione dei concetti appresi che di giudizio critico.

Eventuali indicazioni sui materiali di studio

Vengono rese disponibili, come riferimento, i lucidi utilizzati a lezione.

Testi di riferimento

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