corso

Architettura degli elaboratori A

Codice:	AA008	Crediti:	10	Semestre:	1	Sigla:	AE

Settore disciplinare:		INF/01 - Informatica

Docente

Marco Vanneschi

Tel. 0502212700

Prerequisiti

Fondamenti di programmazione.

Algoritmi e strutture dati.

Basi matematiche e logiche dei corsi del primo anno.

Obiettivi di apprendimento

L’obiettivo del corso di Architettura degli Elaboratori (AE) è di fornire le basi per lo studio e la conoscenza dei sistemi di elaborazione ai vari livelli e della relazione che i sistemi hanno con gli strumenti di programmazione (linguaggi, compilatori, interpreti). Il corso approfondisce l’aspetto dei livelli assembler e firmware degli elaboratori (traduzione ed esecuzione dei programmi, unità di elaborazione, memorie, comunicazioni) arrivando a definire le caratteristiche dei processori esistenti e loro tendenze tecnologiche. In parti successive, lo studio dei processori è completato dall’architettura d’ingresso-uscita e dalle gerarchie di memoria e memorie cache. Una parte del corso è dedicata ad introdurre le caratteristiche fondamentali dei sistemi operativi, in particolare i concetti di processi cooperanti, allocazione di memoria e ingresso-uscita, curando l’aspetto delle interrelazioni tra livello del sistema operativo ed i livelli assembler e firmware, nonché con gli strumenti di programmazione.

Conoscenze.

Conoscenze di base sul tema dell'architettura degli elaboratori.

In parte, conoscenze caratterizzanti su tecnologie informatiche.

Capacità.

Capacità di apprendimento continuo.

Capacità di analisi e sintesi di concetti e tecniche, in modo consono ad un corso universitario.

Capacità di ragionamento scientifico, pur applicato ad attività a carattere tecnologico.

Capacità di presentazione di concetti e di elaborati in forma scritta e orale.

Comportamenti.

Comportamenti etici.

Comportamenti di organizazzione dello studio.

Descrizione

Il corso approfondisce l’aspetto dei livelli assembler e firmware degli elaboratori (traduzione ed esecuzione dei programmi, unità di elaborazione, memorie, comunicazioni). Lo studio dei processori è completato dall’architettura d’ingresso-uscita e dalle gerarchie di memoria e memorie cache. Una parte del corso è dedicata ad introdurre le caratteristiche fondamentali dei sistemi operativi, in particolare i concetti di processi cooperanti, allocazione di memoria e ingresso-uscita, curando l’aspetto delle interrelazioni tra livello del sistema operativo ed i livelli assembler e firmware, nonché con gli strumenti di compilazione e programmazione.

English Description

The main topics are related to the assembler and firmware levels of computer systems (translation and execution of programs, processing units, memory, and communication). The system architecture concerns processor, input-output, memory hierachies and caching. A part is dedicated to the introduction to operating systems, in particular cooperating processes, memory allocation and input-output, stressing the relationships of operating system, assembler and firmware architecture, compilers and programming tools.

Indicazioni metodologiche

Apprendimento attraverso moduli sequanziali collegati.

Sviluppo della capacità di sintesi dei vari moduli.

Importanza delle esercitazioni sui songoli moduli e sul complesso dei moduli.

Verifiche intermedie.

Programma

Fondamenti di strutturazione dei sistemi di elaborazione.
Il livello della macchina assembler.
Firmware e modello di unità di elaborazione. Reti logiche. Comunicazione e sincronizzazione.
Architettura dell’unità centrale e modello convenzionale di processore e ingresso-uscita.
Fondamenti di sistemi operativi: a processi comunicanti e loro supporto, allocazione dinamica di memoria, ingresso-uscita, interruzioni, eccezioni. Relazione tra sistema operativo e livelli assembler e firmware.
Gerarchie di memoria e architettura dell’unità centrale con cache. Cenni ad architetture ad alte prestazioni.

Ore lezione:

Ore esercitazione:

Bibliografia

M. Vanneschi, “Appunti di Architettura degli Elaboratori I”. Servizio Editoriale Universitario, Università di Pisa.
Materiale integrativo fornito durante il corso attraverso la pagina Web www.di.unipi.it del Prof. Vanneschi, sezione Teaching/Architettura degli Elaboratori.

Materiale di consultazione

D.A. Patterson, J. Hennessy, “Computer Organization & Design – The Hardware/Software Interface”. Morgan Kaufmann Publishers.

Modalità di esame

Scritto e orale