Architettura degli Elaboratori I - Prof.ssa Massini

Argomenti delle lezioni svolte nell'anno accademico 2007-2008

Lezione 25 settembre 2007 Introduzione al corso di Architetture degli Elaboratori I Rappresentazione dell'informazione, definizione di codice e di codifica, codifiche ridondanti e ambigue, requisiti di una codifica. Definizione e proprietà dei sistemi di numerazione posizionali, sistema binario. Conversioni di base per i numeri naturali: conversioni da decimale a base b, conversioni da base b a decimale. Intervallo di rappresentazione in base b con un numero assegnato di cifre. Rappresentazione dei interi: rappresentazione in complemento a 2. Intervallo di rappresentazione. Metodo per trovare l'opposto di un numero.

Lezione 27 settembre 2007 Rappresentazione in complemento a due: ancora sulla procedura per trovare l'opposto di un numero; proprietà di estensione del segno. Addizione e sottrazione in binario e nella rappresentazione in complemento a due. Conversioni di numeri razionali (numeri con la virgola): procedura di conversione da decimale a binario e da binario a decimale. Il problema della perdita di precisione nella conversione di base per i numeri razionali. Rappresentazione di numeri razionali: rappresentazione in virgola fissa, rappresentazione in virgola mobile.

Lezione 2 ottobre 2007 Operazioni tra numeri in virgola mobile. Rappresentazione ottale ed esadecimale. Decimali codificati in binario (BCD), Codice Gray, codice ASCII. Codici per il controllo dell'errore: il codice a controllo di parità. Definizione di algebra di commutazione o booleana. Assiomi (associatività, commutatività, distributività, elemento neutro, complemento) Proprietà dell'algebra di commutazione (involuzione, idempotenza, elemento nullo, assorbimento, leggi di De Morgan).

Lezione 9 ottobre 2007 Variabili booleane e espressioni booleane. Espressioni equivalenti. Espressione duale ed espressione complementare di una espressione data. Verifica di identità. Funzioni di commutazione. Definizione di rete combinatoria. Relazione tra reti combinatorie ed espressioni booleane. Espressioni booleane in forma normale disgiuntiva o SOP (somma di prodotti). Trasformazione di espressioni in forma normale SOP.

Lezione 11 ottobre 2007 Forma canonica SOP. Procedura per la trasformazione di espressioni in forma canonica SOP. Relazione tra la tavola di verità di una funzione e la sua espressione in forma canonica SOP. Realizzazione di espressioni in forma SOP (normale o canonica) come circuiti AND-to-OR. Forma normale POS (prodotto di somme). Trasformazione di espressioni in forma normale POS. Maxtermine. Forma canonica POS. Procedura per la trasformazione di espressioni in forma canonica POS. Relazione tra la tavola di verità di una funzione e la sua espressione in forma canonica POS. Realizzazione di espressioni in forma POS (normale o canonica) come circuiti OR-to-AND.

Lezione 18 ottobre 2007 Operatori NAND e NOR. Universalità di NAND e NOR: realizzazione degli operatori AND, OR e NOT con sole porte NAND e sole porte NOR. Realizzazione di una rete AND-to-OR con sole porte NAND e di una rete OR-to-AND con sole porte NOR. L'operatore XOR e sue proprietà. Procedimento di analisi di una rete combinatoria. Sintesi di una rete combinatoria: procedimento ed esempi.

Lezione 23 ottobre 2007 Introduzione alla minimizzazione. Criterio di ottimalità per reti combinatorie ed 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. Funzioni non completamente definite, uso dei simboli don't care.

Lezione 30 ottobre 2007 Moduli combinatori MSI: introduzione, differenza tra moduli per l'elaborazione e moduli per il controllo del passaggio dell'informazione. Definizione di codificatore. Schema con matrice di OR. Definizione di decodificatore. Schema con matrice di AND. ROM: definizione. Uso della ROM per la realizzazione di funzioni di commutazione; uso della ROM come dispositivo di memoria. PLA: definizione; uso della PLA per la realizzazione di funzioni di commutazione.

Lezione 6 novembre 2007 Definizione di transcodificatore. Esempio di transcodificatore da codice BCD a codice 2-su-5. Multiplexer in senso stretto. Multiplexer selettore dati. Uso del multiplexer come convertitore da parallelo a seriale. Uso del multiplexer per la generazione di funzioni booleane. Demultiplexer in senso stretto. Demultiplexer decodificatore. Uso di un demultiplexer come convertitore da seriale a parallelo.

Lezione 20 novembre 2007 Introduzione alle reti sequenziali: memorizzazione e feedback. Segnale orologio. Diagramma temporale. Diagrammi temporali per variabili ed elementi circuitali; ritardo. Elementi di memoria elementari: latch SR. Comportamento in funzione dei valori degli ingressi s e r e tabella. Latch sincrono (gated latch): definizione e schema circuitale, latch sensibile al fronte di salita e al fronte di discesa del clock. Flip-Flop SR master-slave: definizione, schema circuitale, utilità.

Lezione 20 novembre 2007 Correzione del compito di esonero Flip-Flop D (delay): definizione, tabella di verità.

Lezione 27 novembre 2007 Flip-Flop JK: definizione, tabella di verità. Flip-Flop T (toggle): definizione, tabella di verità. Analisi di reti sequenziali sincrone: procedimento. Analisi di reti sequenziali sincrone: esempio di analisi di un circuito sequenziale contatore secondo lo schema di procedimento (costruzione della tabella degli stati futuri; diagramma di stato (automa) di una rete sequenziale e di una macchina sequenziale; descrizione verbale). Rappresentazione di automi tramite tabella.

Lezione 4 dicembre 2007 Automi a stati finiti. Automi a stati finiti con output: modello di Mealy e modello di Moore. Equivalenza tra stati di un automa. Equivalenza tra automi. Equivalenza tra automa di Mealy e automa di Moore. Procedimento per la trasformazione da automa di Mealy ad automa di Moore.

Lezione 6 dicembre 2007 Procedura di minimizzazione di automi: dal diagramma di stato dell'automa all'automa in forma tabellare, tabella delle implicazioni (tabella triangolare), individuazione delle classi di equivalenza e diagramma dell'automa minimo.

Lezione 11 dicembre 2007 Procedura per la sintesi di reti sequenziali: diagramma di stato della macchina sequenziale, diagramma di stato della rete sequenziale (automa), minimizzazione dell'automa, tabella degli stati futuri, schema circuitale della rete sequenziale. Esempio: riconoscitore di sequenze con sovrapposizioni con due scelte per la denominazione degli stati. Progetto di un riconoscitore con il metodo della finestra sulla sequenza di ingresso.

Lezione 13 dicembre 2007 Registri di memorizzazione. Registri a caricamento e scaricamento parallelo (PIPO) e a caricamento e scaricamento seriale (SISO). Registro con scorrimento a sinistra e con rotazione a destra e a sinistra. Registro universale: le 4 combinazioni di caricamento e scaricamento, scorrimento a sinistra, rotazione destra e rotazione sinistra. Sintesi del contatore modulo 8: automa, tabella di verità, minimizzazione delle espressioni delle funzioni di eccitazione con Karnaugh, rete sequenziale. Diagramma temporale del contatore modulo 8.

Lezione 20 dicembre 2007 Contatori sincroni: contatori modulo 2**n, contatori modulo k con k diverso da 2**n. contatore alla rovescia modulo 2**n. contatore bidirezionale. Distinzione tra contatore di impulsi di clock e contatore di impulsi su una di ingresso x. Porte asincrone per i ff. Contatore asincrono, contatore preselezionabile.

Lezione 8 gennaio 2008 Trasferimento tra registri: motivazioni e le 4 modalità. Trasferimento uno a uno con porte and e con buffer tri-state. Sorgente prefissata - destinazione variabile: decodificatore. Sorgente variabile - destinazione prefissata: Multiplexer. Sorgente variabile - destinazione variabile: Mesh (nei due casi registri sorgente e destinazione nello stesso insiemee registri sorgente e registri destinazione distinti ); Bus.

-- AnnalisaMassini - 25 Sep 2008