ARCHITETTURA DEGLI ELABORATORI-FONDAMENTI

L'insegnamento ricade tra le attività formative di base del corso di laurea in Informatica.
Il corso permette di acquisire i fondamenti teorici e le tecniche per la progettazione di un elaboratore nelle sue componenti principali: Processore - Input/Output - Memoria.
Permette altresì di approfondire la conoscenza sui livelli macchina/assembly di un calcolatore convenzionale.
Il corso enfatizza infine l'interfaccia tra l'hardware e il software di un elaboratore.

Conoscenza e comprensione.

Lo studente avrà acquisito padronanza della terminologia tecnica specifica.
Sarà in grado di riconoscere e comprendere le basi teoriche per la progettazione delle componenti principali di un elaboratore.
Avrà conoscenze sulla rappresentazione dell'informazione e sulle operazioni della logica Booleana.
Comprenderà la complessità delle moderne architetture degli elaboratori, e la loro influenza sulla progettazione e prestazione del software.
Inoltre, lo studente acquisirà conoscenza sul livello di programmazione macchina/assembly, e sulla traduzione di semplici programmi ad alto livello in linguaggio assembly.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione.

Lo studente sarà in grado di svolgere esercizi finalizzati ad applicare le conoscenze acquisite nei vari argomenti del corso; in particolare, sulla rappresentazione di valori numeriche reali, sulla progettazione logica dei circuiti, sul parallelismo a livello di istruzioni, sulla realizzazione dei vari livelli delle gerarchie di memoria, sulla traduzione in assembly di programmi imperativi ad alto livello.

Non sono richieste conoscenze preliminari specifiche.

Il corso di Architettura degli Elaboratori è composto di due parti: Fondamenti (6 crediti) e Laboratorio (3 crediti). La parte di Fondamenti prevede i seguenti contenuti:
- Organizzazione dei calcolatore e livelli di astrazione
- Rappresentazione dell'informazione, aritmetica dei calcolatori, algebra booleana
- Istruzioni macchina: processore MIPS, nozioni di base
- Circuiti combinatori/sequenziali
- Progetto della CPU: singolo ciclo e pipeline
- Gerarchie di memoria
- Input e Output

- David A. Patterson, John L. Hennessy. "Struttura e Progetto dei Calcolatori" Quinta edizione italiana condotta sulla sesta Edizione americana. Zanichelli, 2022.
- Note del docente e del tutor

Il corso richiede un esame scritto della durata di due ore e composto da due parti.
La prima parte consiste in una serie di domande teoriche a risposta aperta, il cui scopo è testare la padronanza della studente rispetto ai vari argomenti del corso e alla terminologia tecnica specifica.
La seconda parte dell'esame mira a testare le competenze acquisite, attraverso la soluzione di esercizi sugli argomenti del corso.

La prova scritta ha un punteggio complessivo di 30 punti, così suddivisi: circa il 30% del punteggio è assegnato alle domande teoriche, mentre il restante 70% è assegnato agli esercizi.

Il voto complessivo del corso di Architettura degli Elaboratori è la media (pesata rispetto al numero dei crediti) dei voti ottenuti nelle due parti del corso, Fondamenti e Laboratorio.

Il corso si avvale di didattica classica di tipo frontale, con lezioni teoriche ed esercitazioni.

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