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PROGETTAZIONE DI

SISTEMI DIGITALI

canale MZ

Docente

Prof.ssa Annalisa Massini
Dipartimento di Informatica

Ricevimento per appuntamento (da prendere per email)

email massini@diNOSPAM.uniroma1.it (togliere NOSPAM)

News

Inizio lezioni

  • Le lezioni cominceranno il 28 settembre 2021.
  • Le lezioni saranno erogate in modalitÓ mista come illustrato al link modalitÓ: alcuni studenti saranno in aula e alcuni studenti seguiranno da remoto.
  • Per l'accesso in aula Ŕ necessario:

Indicazioni

Corso

Il corso di Progettazione di Sistemi Digitali tratta argomenti preliminari alla descrizione dell'organizzazione di un calcolatore: rappresentazione dell'informazione, progettazione di reti combinatorie e sequenziali, registri e loro interconnessione.

Il corso fornisce quindi gli strumenti necessari alla comprensione del funzionamento e delle problematiche di progetto di un calcolatore, argomenti trattati nel corso di Architettura degli Elaboratori.

Orario
Le lezioni si terranno secondo il seguente orario:
  • martedý 11-13
  • venerdý 10-13
  • Aula Cabibbo - Fisica (nuovo edificio) - edificio CU033 Citta' universitaria

  • Trovate l'orario delle lezioni (di tutti i corsi) alla pagina del Corso di Laurea: orario delle lezioni

Testi

Si consiglia uno dei seguenti testi:

  • F. Preparata Introduzione alla organizzazione e alla progettazione di un elaboratore elettronico Franco Angeli editore
  • F. Fummi, M.G. Sami, C. Silvano Progettazione Digitale Mc Graw-Hill
  • M. Morris Mano, C. R. Kime Reti logiche Pearson

L'ultimo argomento del corso Ŕ descritto nella seguente dispensa:

E' inoltre utile consultare:

Lezioni
Lezione 1 - 28 settembre 2021
Presentazione del corso. Rappresentazione dell'informazione, definizione di codice e di codifica, codifiche ridondanti e ambigue, requisiti di una codifica. Definizione e proprietÓ dei sistemi di numerazione posizionali.

Lezione 2 - 1 ottobre 2021
Conversioni di base per i numeri naturali: conversioni da decimale a base b, conversioni da base b a decimale. Conversione da binario a ottale e esadecimale e viceversa.
Numero di valori rappresentabili e intervallo di rappresentazione con numero di cifre fissato. Numero di cifre necessarie per rappresentare k valori.
Addizione e sottrazione in binario. Riconoscimento dell'overflow. Moltiplicazione in binario.
Rappresentazione degli interi: modulo e segno, complemento a uno, complemento a due. ProprietÓ e caratteristiche della rappresentazione in complemento a due: intervallo di rappresentazione, procedura per trovare l'opposto di un numero. Addizione e sottrazione nella rappresentazione in complemento a due, riconoscimento di overflow e underflow. Estensione della lunghezza della rappresentazione.

Lezione 3 - 5 ottobre 2021
Esercizi assegnati per casa su Ca2 (conversione, calcolo del numero di bit necessaria rappresentare un valore, estensione del numero di bit, somma e sottrazione).
Conversione di numeri con la virgola: procedura di conversione da decimale a base b e da base b a decimale.
Rappresentazione in virgola fissa e rappresentazione in virgola mobile.

Lezione 4 - 8 ottobre 2021
Le operazioni nella rappresentazione in virgola mobile: addizione e sottrazione, moltiplicazione e divisione.
Lo standard IEEE 754. Esercizio svolto: conversione di A=26,42 e somma con B=-37,68 (convertire per esercizio) nello standard IEEE 754 a 16 bit.
Esercizi per casa: Eser. 5 da Esame 13 settembre 2021, Eser. 4 da Esame 21 giugno 2021, Eser. 2 da Esame 16 febbraio 2021, Eser. 6 da Esame 26 gennaio 2021

Lezione 5 - 12 ottobre 2021
Lezione Il codice ASCII. Bit di paritÓ. Definizione di algebra di commutazione o booleana. Assiomi (associativitÓ, commutativitÓ, distributivitÓ, elemento neutro, complemento). ProprietÓ dell'algebra di commutazione (involuzione, idempotenza, elemento nullo, assorbimento, leggi di De Morgan). Variabili booleane ed espressioni booleane. Espressione duale. Espressioni equivalenti: induzione perfetta.
Definizione di porte logiche. Definizione di rete combinatoria. Esempi di reti combinatorie. Esempi di su passaggio da espressione a circuito.

Lezione 6 - 15 ottobre 2021
Esercizi assegnati per casa su Standard IEEE 754.
Lezione Espressione complementare. Verifica di identitÓ, anche passando alla duale e alla complementare. Espressioni booleane in forma normale SOP (somma di prodotti) o normale disgiuntiva. Espressioni booleane in forma normale POS (prodotto di somme) o normale congiuntiva. Funzioni Booleane e tavola di veritÓ di una funzione ricavata da una forma normale. Trasformazione di espressioni in forma normale SOP e in forma normale POS. Mintermini e maxtermini. Forma canonica SOP e forma canonica POS. Trasformazione da forma normale a forma canonica SOP e POS.
Esercizi per casa: Eser. 2 da Esame 13 settembre 2021, svolgere il punto 1 anche con la forma normale e la forma canonica POS degli esercizi 1 fila A e 4 fila B da Esame 14 gennaio 2020

Lezione 7 - 19 ottobre 2021
Esercizio: Data un'espressione booleana: 1) portarla in forma normale POS, 2) portarla in forma canonica POS, 3) stendere la tavola di veritÓ usando la forma canonica POS, 4) ottenere la forma normale e la forma canonica SOP e relazione con la tavola di veritÓ.
L'operatore XOR. Complementare dello XOR. AssociativitÓ dello XOR.
Operatori NAND e NOR. UniversalitÓ di NAND e NOR: realizzazione degli operatori AND, OR e NOT con soli NAND e con soli NOR. Realizzazione di espressioni SOP (reti AND-to-OR) con sole porte NAND.
Per casa: realizzazione degli operatori AND, OR e NOT con soli NOR e realizzazione di espressioni POS (reti OR-to-AND) con sole porte NOR.

Lezione 8 - 22 ottobre 2021
Realizzazione degli operatori AND, OR e NOT con soli NOR e realizzazione di espressioni POS (reti OR-to-AND) con sole porte NOR. Realizzazione di porte NOR (e NAND) a pi¨ ingressi con porte a due ingressi.
Stesura della tavola di veritÓ a partire dalla specifica verbale. Funzioni non completamente specificate. Come ricavare espressioni sfruttando alcune relazioni con le variabili di ingresso.

Obiettivi della minimizzazione di reti combinatorie e di espressioni booleane. Definizione di mappa di Karnaugh. Rappresentazione di funzioni tramite mappe di Karnaugh. Mintermini e termini prodotto su mappe di Karnaugh. Procedura per ottenere un'espressione minimale SOP dalla mappa di Karnaugh. Esempi di espressione minimale SOP dalla mappa di Karnaugh.
Esercizi per casa: Eser. 6 fila A (esclusa realizzazione ROM non ancora spiegata) ed Eser. 4 fila B svolgere punto 1 e punto 5 (senza la minimale POS) dal primo esonero dell'8 novembre 2019

ModalitÓ d'esame

Per superare l'esame bisogna:

  • superare lo scritto o gli esoneri
  • sostenere l'esame orale (su tutti gli argomenti svolti a lezione).
Le date degli esami sono reperibili al link:
https://www.studiareinformatica.uniroma1.it/appelli-d-esame

Lezioni anni precedenti
Lezioni svolte negli anni precedenti:

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PDFpdf Esercitazione_n._4_-_Parte_3_-_23-10-14.pdf r1 manage 73.4 K 2014-10-23 - 11:38 StefanoCiavarella Esercitazione n. 4 - Parte 3 - 23-10-14
PDFpdf Esercitazione_n._5_-_Parte_1_-_30_-10-14.pdf r1 manage 208.8 K 2014-10-30 - 13:11 StefanoCiavarella Esercitazione n. 5 - Parte 1 del 30/10/14
PDFpdf Esercitazione_n._5_-_Parte_2_-_30_-10-14.pdf r1 manage 315.7 K 2014-10-30 - 13:12 StefanoCiavarella Esercitazione n. 5 - Parte 2 del 30/10/14
PDFpdf Esercitazione_n._6_-_Parte_1_-_20-11-14.pdf r1 manage 121.9 K 2014-11-20 - 14:54 StefanoCiavarella Esercitazione n. 6 - Parte 1 del 20/11/14
PDFpdf Esercitazione_n._7_-_Parte_1_-_27-11-14.pdf r1 manage 151.1 K 2014-11-28 - 14:57 StefanoCiavarella Esercitazione n. 7 - Parte 1 - 27-11-14
PDFpdf Esercitazione_n._7_-_Parte_2_-_27-11-14.pdf r1 manage 171.0 K 2014-11-28 - 15:00 StefanoCiavarella Esercitazione n. 7 - Parte 2 - 27-11-14
PDFpdf Esercitazione_n._7_-_Parte_3_-_27-11-14.pdf r1 manage 178.4 K 2014-11-28 - 15:04 StefanoCiavarella Esercitazione n. 7 - Parte 3 - 27-11-14
PDFpdf Esercitazione_n._8_-_Parte_1_-_01-12-14.pdf r1 manage 217.2 K 2014-12-01 - 14:29 StefanoCiavarella Esercitazione n. 8 - Parte 1 - 01-12-14
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