Propedeuticità

Architettura degli elaboratori I

Obiettivi

Analisi di sistemi digitali e loro architettura tipo. Sintesi elementare. Capacità di comprensione di sistemi complessi. Aritmetica dei calcolatori.

Programma

ARCHITETTURA A LIVELLO DEI REGISTRI
Considerazioni generali sull’architettura di un sistema digitale. Il livello descrittivo dei registri. Il linguaggio RTL. Le micro-operazioni ( op). op di trasferimento ed aritmetico ? logiche.
Considerazioni generali sul controllo. Cicli di macchina. Formato istruzioni. Indirizzamento.
Controllo cablato e programmato. Architetture RISC e CISC.

UN CALCOLATORE ELEMENTARE A CONTROLLO CABLATO
Un calcolatore didattico a controllo cablato. L’architettura a livello di registri. Il bus di sistema. Tipi di istruzioni. Istruzioni che fanno riferimento alla memoria. Linguaggi a livello macchina. Assembly language. Programmazione assembly. Esempi di programmi. Cicli e subroutines.

UN CALCOLATORE ELEMENTARE A CONTROLLO MICROPROGRAMMATO
Architettura. Il linguaggio µ-Assembler. La routine di fetch. Le altre routine. Decodifica dei campi funzione. Il generatore di indirizzi.

ARCHITETTURA A LIVELLO DEI PROCESSOR
La CPU
L’unità aritmetico logica. Lo shifter. Lo stack di memoria.

LA MEMORIA
Dispositivi di Memoria. Caratteristiche dei dispositivi di Memoria. Dischi. Memorie Veloci. Memoria Virtuale. Gerarchie di memoria. Address mapping. Allocazione dinamica.. Allocazione nelle diverse organizzazioni di memoria principale di memoria.

L’INGRESSO/USCITA
L’Interfaccia di I/O. I/O Bus e Modulo di interfaccia. I/O Bus e Memory Bus. Un esempio di interfaccia I/O. Trasferimento dati. Modalità di controllo di I/O. L’interrupt. Hardware priority interrupt. Accesso Diretto in Memoria. I/O Processor.

L’INFORMAZIONE
La rappresentazione dei numeri.. Sistemi numerici posizionali in base fissa. Rappresentazione di un numero in base fissa. Cambiamento della base della rappresentazione. La rappresentazione dei numeri relativi. Rappresentazione in complemento al campo. I numeri razionali. Rappresentazione di un numero frazionario. Rappresentazione di un numero razionale.

OPERAZIONI ARITMETICHE
Addizione di interi relativi. Traboccamento. Moltiplicazione di interi relativi. La virgola mobile.

PROTEZIONE DELL’INFORMAZIONE DA ERRORE
La parola di informazione. Le ipotesi di errore. Rilevazione e correzione di errore. Codici binari lineari. Codici di Hamming.

SISTEMI DI SICUREZZA
La criptografia. Riservatezza ed autenticazione. Sicurezza assoluta e computazionale. Tipi di criptosistemi. Le firme digitali. Il criptosistema DES. Il criptosistema RSA. La moneta elettronica nel criptosistema RSA. Il criptosistema PGP.

Supplement

Struttura dell’elaboratore.
Nonostante la grande varietà delle offerte di macchine calcolatrici, esistono alcuni principi fondamentali a livello progettuale e costruttivo che si applicano in ogni contesto in dipendenza dello stato corrente della tecnologia.

Supplement Inglese

Computer organization.
In spice of the variety and pace of change in the computer field certain fundamental concepts apply consistently throughout. The application of these concepts depends of current state of the techn ology end the objective of the designer.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula

Modalità di valutazione

Per accedere all’esame orale, lo studente deve superare una prova scritta consistente in un questionario a risposte multiple. Una volta superata la prova scritta lo studente dovrà – pena l’annullamento della prova – sostenere l’orale in un appello dell’anno accademico di riferimento. Lo studente ha facoltà di rinunciare al proseguimento della prova orale (la rinuncia non comporta menzione nella carriera dello studente) per una ed una sola volta senza che la prova scritta venga annullata ma non è consentito ripetere l’esame nella stessa sessione.

Testi consigliati

F. BARSI, Architettura degli Elaboratori. Parte Seconda: Struttura dei Sistemi, Margiacchi – Galeno Editrice, 2006 ? ISBN 88-86494-63-7
F. BARSI, L?Informazione ? Rappresentazione Trattamento Protezione, Margiacchi – Galeno Editrice, 2006 ? ISBN 88-86494-64-5
F. BARSI, Reti Logiche e Aritmetica di macchina – Esercizi e Test, Margiacchi – Galeno Editrice, 2005 – ISBN 88-86494-60-2

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