Il corso mira a fornire i concetti fondamentali relativi ai sistemi di elaborazione dell’informazione; il corso introduce il concetto di sistema di elaborazione dell’informazione, descrivendone l’architettura, il funzionamento e illustrando gli aspetti teorici e pratici della sua progettazione. Il corso tratta inoltre dell’interazione tra i moduli hardware e software, soffermandosi in particolare sui sistemi a microprocessore; una parte significativa del corso riguarda i processori e la loro interazione con le memorie e i dispositivi periferici. Alcuni degli argomenti del corso saranno poi ripresi in corsi successivi (ad esempio nel campo dei Sistemi Operativi).

- Conoscenze di base riguardanti la progettazione dei circuiti digitali
- Conoscenza del concetto di sistema di elaborazione
- Conoscenza dell'architettura di un generico sistema di elaborazione e dei suoi principi di funzionamento
- Conoscenza e comprensione dei moduli elementari che compongono un sistema di elaborazione, con particolare attenzione a quelli utilizzati nel progetto a livello di porte logiche e Register
- Conoscenza delle tecniche di progetto elementari di sistemi digitali (specifica e progetto di un circuito combinatorio e di un circuito sequenziale sincrono)
- Capacità di progettare semplici circuiti combinatori e sequenziali sincroni
- Conoscenza dell'architettura e del funzionamento di un microprocessore CISC e del relativo linguaggio assembler
- Capacità di scrivere semplici programmi assembler
- Conoscenza dell'architettura del sotto-sistema di memoria
- Conoscenza delle modalità di interfacciamento e gestione delle periferiche
- Conoscenze elementari sull'architettura dei processori RISC e superscalari

- Conoscenze di base di algebra booleana
- Conoscenze di base di programmazione
- Conoscenze di base di rappresentazione delle informazioni

- Concetti elementari di algebra booleana (logica combinatoria, mappe di Karnaugh)
- Progetto di circuiti combinatori e sequenziali
- Circuiti combinatori speciali (multiplexer, decoder, sommatori, comparatori, ALU)
- Architettura e funzionamento di un processore
- Unità di controllo
- Programmazione in linguaggio assembler
- Struttura e funzionamento dei bus di comunicazione
- Gerarchie di memoria
- Tecniche per la gestione delle periferiche
- Cenni ai processori RISC e superscalari
)

- Evoluzione dei sistemi di elaborazione
- Progettazione a livello di porte logiche: circuiti combinatori e sequenziali
- Progettazione a livello register
- Architettura e funzionamento di un processore
- Unità di controllo
- Programmazione in linguaggio assembler
- Struttura e funzionamento dei bus di comunicazione
- Sistema di memoria
- Gestione delle periferiche
- Cenni ai processori RISC e superscalari

Per ogni settimana del corso è previsto lo svolgimento di una esercitazione di laboratorio della durata indicativa di 1,5 ore, durante le quali gli studenti potranno mettere in pratica gli aspetti visti a lezione. Le esercitazioni in aula riguardano le tecniche di progettazione di circuiti combinatori e sequenziali e la programmazione in linguaggio assembler. Le esercitazioni in laboratorio e in aula verranno svolte con l’ausilio di ambienti software di progetto e programmazione assembler funzionanti su PC.

Il testo di riferimento, che copre buona parte degli argomenti è:

V.C. Hamacher et al., Introduzione all'architettura dei calcolatori, McGraw-Hill, 2005

Sono disponibili copie dei lucidi utilizzati nelle lezioni, esempi di scritti di esame ed esercizi, e i manuali per le esercitazioni di laboratorio. Tutto il materiale didattico è scaricabile attraverso il portale.

LL'esame finale comprende uno scritto seguito, se con esito positivo da un orale.
Ulteriori informazioni saranno fornite agli studenti all’inizio delle lezioni.