Obiettivi Formativi

L'obiettivo principale del corso di Calcolatori è linsegnamento delle conoscenze di base relative alle metodologie per l'analisi ed il progetto dei circuiti logici, lo studio degli elementi fondamentali di architettura dei sistemi di calcolo e della programmazione assembly. Il corso intende fornire agli studenti una visione critica sulle moderne architetture di calcolo, caratterizzate da una complessità sempre crescente, e la capacità di comprendere gli aspetti rilevanti delle interfacce hardware/software.

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni in aula.

Prerequisiti

È richiesta la conoscenza dei principi fondamentali della programmazione ad alto livello (linguaggio C).

Verifiche dell'apprendimento

Il corso prevede una prova scritta focalizzata sulla progettazione di un circuito sequenziale ed una prova orale atta a valutare il livello di apprendimento raggiunto. Sono inoltre previste verifiche in itinere con lo scopo di monitorare la maturazione delle conoscenze acquisite dagli studenti.

Programma del Corso

Sistemi numerici posizionali. Codifica delle informazioni. Porte Logiche. Espressioni booleane. Algebra di Boole. Reti logiche combinatorie. Le mappe di Karnaugh. Multiplexer e Decoder. Temporizzazioni. Reti logici sequenziali. Latch e Flip-Flop. Progetto di reti logiche sequenziali sincrone. Macchine a stati finiti. Temporizzazione della logica sequenziale. Cenni sui linguaggi di descrizione dellhardware (Verilog). Circuiti aritmetici. Contatori e registri. Componenti di memoria. Circuiti logici programmabili. Il linguaggio Assembly. LInstruction Set Architecture ARM. Evoluzione dellarchitettura ARM. Microarchitettura ARM. Analisi delle prestazioni. Processore a ciclo singolo. Processore multiciclo. Processore con pipeline. Microarchitetture avanzate. Sistemi di memoria. La memoria cache. La memoria virtuale.