L’insegnamento 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. L’insegnamento 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. Al fine di comprendere meglio il funzionamento di un sistema a processore, l’insegnamento include una parte relativa alla programmazione in linguaggio Assembler. Alcuni degli argomenti trattati saranno poi ripresi in insegnamenti successivi (ad esempio in quello di 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 registri - 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 sulle tecniche di rappresentazione delle informazioni

- Progetto di circuiti logici (15 ore) - Architettura e funzionamento di un processore (10 ore) - Programmazione in linguaggio Assembler (12 ore) - Architettura e funzionamento di un sistema a processore (7 ore) - Il sistema di memoria (8 ore) - Tecniche per la gestione delle periferiche di I/O (7 ore) - Struttura e funzionamento dei bus di comunicazione (3 ore) - Cenni ai processori RISC e superscalari (3 ore)

A partire dalla quarta settimana, è previsto lo svolgimento di una esercitazione di laboratorio della durata di 1,5 ore settimanali (per un totale di 15 ore complessive), durante le quali gli studenti potranno mettere in pratica gli aspetti visti a lezione. Le esercitazioni in aula riguardano la programmazione in linguaggio Assembler. Le esercitazioni in laboratorio e in aula verranno svolte con l’ausilio di ambienti software di programmazione Assembler funzionanti su PC.

Il testo di riferimento, che copre buona parte degli argomenti è: C. Hamacher et al., "Introduzione all’architettura dei calcolatori", Terza edizione, McGraw-Hill, 2013 Per la parte di programmazione assembler può inoltre essere utile il testo: D. Harris, S. Harris, “Digital Design and Computer Architecture”, Seconda Edizione, Morgan Kaufmann, 2nd Edition, 2013 Il docente mette a disposizione degli studenti mediante il sito del corso i lucidi utilizzati nelle lezioni, esempi di scritti di esame ed esercizi, e i manuali per le esercitazioni di laboratorio.

Modalità di esame: Prova orale facoltativa; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

L’esame si compone di una prova scritta della durata di circa 120 minuti. La prova consiste di tre parti corrispondenti indicativamente a: - prima parte: 10 domande a quiz (o semplici esercizi), per la durata di circa 15 minuti; è necessario rispondere correttamente ad almeno 6 di esse perché il resto dell'esame venga corretto - seconda parte: 4 domande a risposta aperta (0÷5 punti ciascuna), per la durata di circa 40 minuti - terza parte: un esercizio di programmazione Assembler (0÷12 punti), per la durata di circa 60 minuti; per superare l’esame è necessario conseguire almeno 5 punti in questa parte. Durante la prova scritta gli studenti non possono consultare nessun materiale, con l'eccezione di una tabella con la sintassi delle istruzioni del linguaggio studiato (fornita dal docente). Lo studente, qualora abbia conseguito un voto almeno pari a 18 nella prova scritta, può chiedere di sostenere una prova orale. La prova orale verte su tutto il programma del corso e può includere la scrittura di un semplice programma. La prova orale può modificare in positivo o negativo il voto dello scritto.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale facoltativa; Prova scritta tramite PC con l'utilizzo della piattaforma di ateneo;

L’esame si compone di una prova scritta della durata di circa 120 minuti. La prova consiste di tre parti corrispondenti indicativamente a: - prima parte: 10 domande a quiz (o semplici esercizi), per la durata di circa 15 minuti; è necessario rispondere correttamente ad almeno 6 di esse perché il resto dell'esame venga corretto - seconda parte: 4 domande a risposta aperta (0÷5 punti ciascuna), per la durata di circa 40 minuti - terza parte: un esercizio di programmazione Assembler (0÷12 punti), per la durata di circa 60 minuti; per superare l’esame è necessario conseguire almeno 5 punti in questa parte. Durante la prova scritta gli studenti non possono consultare nessun materiale, con l'eccezione di una tabella con la sintassi delle istruzioni del linguaggio studiato (fornita dal docente). Lo studente, qualora abbia conseguito un voto almeno pari a 18 nella prova scritta, può chiedere di sostenere una prova orale. La prova orale verte su tutto il programma del corso e può includere la scrittura di un semplice programma. La prova orale può modificare in positivo o negativo il voto dello scritto.