Programma del corso di Architetture degli Elaboratori

Prof. Annalisa Massini

Introduzione storica alle attuali architetture dei calcolatori.

• Cap. 1 par. 1.1, 1.2; Cap. 2 pag. 16-17, 24-30, 35-36

Architettura di Von Neumann: descrizione, componenti principali, concetti di base.

• Cap.3 pag 52-54

Descrizione e funzionamento dell'unità di controllo. Registri ad uso generale e registri ad uso speciale.

• Cap. 12 pag. 432-443

Formato di un'istruzione. Classi di istruzioni. Referenziamento implicito e referenziamento esplicito.

• Cap. 10 pag. 344-353 (leggere anche pag. 356-369),

Modalità di indirizzamento.

• Cap. 11 pag. 400-407

Pila o stack: descrizione, uso e funzione.

• Appendice 10A 389-391

Ordinamento dei dati in memoria (little-endian e big-endian). Allineamento dei dati in memoria.

• Appendice 10B

Interruzioni: definizione e classificazione in interruzioni interne, interruzioni esterne e trappole. Interruzioni multiple. Metodi per il riconoscimento del dispositivo che richiede l'interruzione.

• Cap.3 pag. 61-69, 217-223

Canalizzazione o pipeline delle istruzioni.

• Cap. 12 pag. 445-451

Considerazioni di progetto e operazioni dell'unità di controllo. Definizione di micro-operazioni. Realizzazione di un'unità di controllo a logica cablata. Unità di controllo a logica microprogrammata: microistruzioni, microprogramma, memoria ROM. Vantaggi e svantaggi della microprogrammazione. Architetture RISC e CISC.

• Cap. 16 pag. 604-607, 610-614; Cap. 17 pag. 630-634, 645-646; Cap.11 pag 422-427; Cap. 13 par 13.4

Struttura del bus. Gerarchie di bus multipli. Elementi di progettazione di un bus.

• Cap. 3 pag 70-81

Moduli di I/O. Schema generale di un dispositivo esterno. Funzioni e requisiti di un modulo di I/O. Struttura generale di un modulo di I/O. I/O programmato. I/O con interruzioni. Accesso Diretto alla Memoria (DMA). Interfaccia verso il modulo di I/O: interfacce parallele e seriali. Configurazioni punto-punto e a punti multipli.

• Cap. 7 pag. 20-206, 208-220, 226-233

Gerarchia di memoria. Caratteristiche dei sistemi di memoria. ROM, PROM, EPROM, EEPROM e Memoria flash. RAM dinamica e RAM statica. Organizzazione dellla memoria: divisione dell'indirizzo, organizzazione one-bit-per-chip.

• Cap. 4 pag 100-107; Cap. 5 pag. 145-149

Memoria cache. Elementi di progettazione della cache. Dimensione della cache. Funzioni di corrispondenza. Algoritmi di rimpiazzamento. Politica di scrittura. Organizzazione della cache a due livelli.

• Cap. 4 pag 107-125

La gestione della memoria da parte del S.O. Partizionamento. Paginazione. Memoria virtuale. Unità di gestione della memoria (MMU). Traduzione dell'indirizzo, tabella delle pagine, registro base delle pagine.

• Cap. 8 pag. 268-277

Memoria esterna. Disco magnetico. Dischi Winchester. Floppy disk. Dischi RAID. CD-ROM. Nastri magnetici.

Nota al corso Nel corso di Architettura degli elaboratori II, presente nel corso di laurea in Informatica fino all'anno accademico 2007/2008, venivano svolti anche i seguenti argomenti (adesso spostati al corso di Progettazione di sistemi digitali):

Trasferimento dell'informazione tra registri. Interconnessione tra registri.

• Appunti in linea

Caratteristiche e progetto di una ALU.

• Cap. 9 pag 298-308

Libro di testo consigliato

William Stalling Architettura e organizzazione dei calcolatori Pearson Addison Wesley

L'esposizione degli argomenti durante le lezioni non segue l'impostazione del testo; gli argomenti trattati si trovano (quasi tutti) sul libro, anche se in ordine diverso, nei seguenti capitoli:

• Capitolo 1 - par. 1.1, 1.2
• Capitolo 2 - pag. 16-17, 24-30,35-36
• Capitolo 3 - tutto fino a pag. 87
• Capitolo 4 - tutto fino a pag. 125
• Capitolo 5 - par 5.1
• Capitolo 6 - par 6.1, 6.2 solo cenni, 6.3, 6.4
• Capitolo 7 - pag. 204-222, 226-234
• Capitolo 8 - par 8.3 eccetto swapping e segmentazione
• Capitolo 9 - pag 298-308
• Capitolo 10 - pag. 344-353 (leggere anche pag. 356-369), Appendice 10A 389-391, Appendice 10B
• Capitolo 11 - par 11.1, 11.4
• Capitolo 12 - par 12.1, 12.2, 12.3, 12.4 fino a pag 451
• Capitolo 13 - solo par 13.4
• Capitolo 16 - pag. 604-607, 610-614
• Capitolo 17 - pag. 630-634, 645-646

-- AnnalisaMassini - 12 Apr 2006