Programma del corso di Calcolatori Elettronici

Il corso è articolato in 7 capitoli, per un totale di 50 ore di lezione (5 CFU).

  • Capitolo 1. Introduzione.
    • Concetti base. Architettura e organizzazione. Struttura e Funzione. Struttura di un calcolatore. Breve storia dei calcolatori. Misura delle prestazioni. Teoria: 1,5 ore.
  • Capitolo 2. Reti Logiche.
    • Algebra Booleana. Definizione ed elementi di base. Porte logiche. Funzioni booleane. Reti combinatorie. Analisi e sintesi di reti combinatorie. Esempi di reti combinatorie. Reti sequenziali sincrone. Elementi di memoria e sincronizzazione. Analisi e sintesi di reti sequenziali sincrone. Esempi di reti sequenziali sincrone. Teoria: 6 ore. Esercitazioni: 4 ore.
  • Capitolo 3. Unità di memoria.
    • Concetti generali. Caratteristiche di un sistema di memoria. Gerarchia di memoria. Memorie interne. Memoria Cache. Memorie esterne. Codici a correzione d’errore (Hamming). Teoria: 6,5 ore. Esercitazioni: 4 ore.
  • Capitolo 4. Unità centrale di elaborazione: istruzioni di macchina.
    • Principali elementi di un’istruzione di macchina. Ciclo di esecuzione di un’istruzione. Formato delle istruzioni. Classi di istruzioni. Operandi. Indirizzamento degli operandi. La “pipeline”. Temporizzazione della pipeline. Speed-up. Pipeline nell’Intel 80486. Teoria: 3 ore. Esercitazioni: 2 ore.
  • Capitolo 5. Linguaggio Assembly.
    • Introduzione al linguaggio Assembly: il MIPS. Le operazioni fondamentali: add, sub. Le istruzioni di memorizzazione: lw, sw. Salti condizionati e incondizionati: beq, bne, j. Salti a sottoprogrammi: jal, jr. Salvataggio e ripristino del contesto con tecnica “callee save” e “caller save”. Teoria: 6 ore. Esercitazioni: 4 ore.
  • Capitolo 6. Unità centrale di elaborazione: aritmetica dei calcolatori.
    • L’unità aritmetico-logica (ALU). Rappresentazione dei numeri interi. Aritmetica dei numeri interi. Rappresentazione in virgola mobile. Aritmetica in virgola mobile. Hardware della ALU. Teoria: 5 ore. Esercitazioni: 2 ore.
  • Capitolo 7. Unità di Ingresso/Uscita.
    • Concetti generali. Periferiche. Modulo di I/O. I/O da programma. I/O con interruzioni. Direct Memory Access (DMA). Processori I/O. Interfacciamento. Cenni su SCSI e Firewire. Teoria: 4 ore. Esercitazioni: 2 ore.
  • Totale Teoria: 32 ore
  • Totale Esercitazioni: 18 ore