B006802 - ARCHITETTURE DEGLI ELABORATORI

I moderni elaboratori e l'evoluzione tecnologica. Il ruolo delle prestazioni. Introduzione ai linguaggi assembly. Il linguaggio MIPS. Il simulatore Spim. Reti logiche combinatorie e sequenziali. Concetti fondamentali di rappresentazione dei numeri e aritmetica binaria. Il progetto di una ALU. Moltiplicazione e divisione. Numeri in virgola mobile. Progetto della CPU a ciclo singolo e a cicli multipli. Eccezioni. Pipelining. Il sistema interruzioni. Le interazioni con le periferiche.

D. Patterson, J. Hennessy. Computer Organization and Design (The Hardware/Software Interface), Morgan & Kaufmann, 4/e, 2009 (edizione italiana dello stesso testo: Struttura e Progetto dei Calcolatori, 3/e, Zanichelli, 2010).

C. Bolchini, C. Brandolese, F. Salice e D. Sciuto. Reti logiche, 2/e, Apogeo, 2009.

Il corso intende fornire gli elementi di base per comprendere l'architettura dei calcolatori e l'interfaccia tra quest'ultima ed i livelli di astrazione superiori di un sistema di calcolo. Inoltre l'insegnamento di un linguaggio assembly (MIPS) intende fornire gli elementi per comprendere i linguaggi assembly e l'interfaccia che essi costituiscono fra l'architettura hardware ed i livelli di astrazione superiori di un sistema di calcolo.

Numero di ore totali del corso: 300

Numero di ore per studio personale e altre attività formative di tipo individuale: 194

Numero di ore relative alle attività in aula: 82

Numero di ore relative ad attività di laboratorio (lezioni in laboratorio): 20

Numero di ore relative ad attività di esercitazioni (in laboratorio e in campo): 0

Numero di ore relative ad attività seminariali: 0

Numero di ore relative ad attività di stage: 0

Numero di ore per prove in itinere: 4

Frequenza delle lezioni ed esercitazioni: Raccomandata

Strumenti a supporto della didattica UniFi E-Learning: http://e-l.unifi.it

Orario di ricevimento:

Prof. Andrea Bondavalli,
Su appuntamento. Contattare il docente tramite numero telefonico o e-mail (bondavalli@unifi.it).
DiMaI, Universita' di Firenze, Viale Morgagni, 65 - 50134 Firenze
Tel. 055 4237457

Dott. Paolo Lollini,
Su appuntamento. Contattare il docente tramite numero telefonico o e-mail (lollini@unifi.it).
DiMai, Universita' di Firenze, Viale Morgagni, 65 - 50134 Firenze
Tel. 055 4237460
Fax 055 4237436

Scritta e orale.

I moderni elaboratori e l’evoluzione tecnologica.
Il ruolo delle prestazioni.
Reti logiche combinatorie: specifica, sintesi, minimizzazione.
Metodologie di timing ed elementi di memoria.
Macchine a stati finite e reti sequenziali.
Introduzione al linguaggio assembly del sistema MIPS.
Il simulatore QtSpim.
Laboratorio: programmazione in ambiente QtSpim;
Concetti fondamentali di rappresentazione dei numeri e aritmetica binaria.
Il progetto di una ALU.
Moltiplicazione e divisione.
Numeri in virgola mobile.
Progetto della CPU a ciclo singolo: il cammino dei dati ed il controllo.
Progetto della CPU a cicli multipli: il cammino dei dati ed il controllo.
Eccezioni.
Miglioramento delle prestazioni col Pipelining: il cammino dei dati ed il controllo.
Gerarchie di memoria.
Le interazioni con le periferiche ed Il sistema interruzioni.