Docente/i: Giovanni Danese   Francesco Leporati  

Denominazione del corso: Calcolatori elettronici
Codice del corso: 062044
Corso di laurea: Ingegneria Biomedica, Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni, Ingegneria Informatica
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/05
Crediti formativi: CFU 5
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Gli obiettivi primari del corso sono quelli di introdurre l’architettura dei microcalcolatori e dei microprocessori, data la loro grande diffusione in impianti e strumenti di qualunque genere, e di spiegarne il funzionamento attraverso il linguaggio assemblativo di programmazione. Il corso si propone di affrontare gli aspetti tecnici e architetturali evidenziando la relazione esistente fra l’architettura di un calcolatore e le tecnologie microelettroniche, da un lato, e l’organizzazione del software di base dall’altro. Le esercitazioni riguardano il linguaggio assemblativo di un microprocessore, la scrittura e la messa a punto di semplici programmi attraverso un idoneo ambiente di sviluppo e simulazione.

Programma del corso

Architettura dei calcolatori
Introduzione. Schema a blocchi. Hardware, firmware, software. Componenti elettronici di un calcolatore. Unità di memoria e relativa gestione. Unità di ingresso/uscita e relativa gestione. Interruzione. Interconnessione fra unità funzionali: bus. Rappresentazione e codifica dell’informazione.

Architettura di una CPU
Unità funzionali, registri, linguaggio di trasferimento fra registri; unità di controllo, microcomandi, microprogrammazione; unità di elaborazione.

Microprocessore e linguaggio assemblativo
Microprocessori e sistemi costruiti su microprocessori. Modalità di indirizzamento e istruzioni di un linguaggio assemblativo. Gestione dei segnali di interruzione. Esempi di programmi scritti in linguaggio assemblativo.

L’aritmetica dei calcolatori
Rappresentazione dei numeri binari con e senza segno. Operazioni aritmetiche e logiche elementari. L’architettura di una unità aritmetico-logica.

L’ambiente di sviluppo dei progetti
Assemblatore. Linker-Loader. Simulatore. Esempi di programmi scritti in linguaggio assemblativo e relativa messa a punto mediante l’uso di un simulatore.

Prerequisiti

Devono essere noti gli argomenti trattati nei corsi Fondamenti di Informatica e Fondamenti di Informatica (laboratorio).

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 27
Esercitazioni (ore/anno in aula): 23
Laboratori (ore/anno in aula): 0
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Informazioni di utilità relative all’insegnamento sono reperibili al sito http://gamma.unipv.it/. Presso la biblioteca della Facoltà di Ingegneria di Pavia e Mantova sono disponibili diverse copie della versione italiana della seconda edizione del testo consigliato, non più reperibile in libreria (Patterson D.A., Hennessy J.L.: Struttura, organizzazione e progetto dei calcolatori, Jackson libri, 1999, Milano).

Patterson D.A., Hennessy J.L. Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, Third Edition. Morgan Kaufmann Publishers, Inc. 2004. Terza edizione.

Patterson David A., Hennessy John L. Struttura e progetto dei calcolatori (con CD-ROM) - l'interfaccia hardware software. Zanichelli. Seconda edizione Zanichelli condotta sulla terza edizione americana .

Modalità di verifica dell'apprendimento

Prove degli appelli d’esame - Le prove d’esame prevedono una prova di teoria in cui vengono proposti argomenti trattati nel corso delle lezioni che devono essere approfonditi dal candidato e una prova pratica in cui viene valutata la capacità di utilizzare gli strumenti di sviluppo di progetti messi a disposizione. Prove in itinere. Valgono le seguenti regole: 1. la prima prova verte su argomenti di teoria trattati nel corso delle lezioni e vengono proposti al candidato argomenti oggetto di approfondimento; 2. la seconda prova verte su argomenti di teoria trattati nel corso delle lezioni nel periodo che intercorre fra la prima prova in itinere e la fine delle lezioni; vengono proposti al candidato argomenti oggetto di approfondimento. L’accesso a questa prova è vincolata al superamento della prima prova. 3. Nella prova pratica conclusiva viene valutata la capacità di utilizzare l'ambiente di sviluppo SPIM su programmi concepiti dal candidato o su esempi di codice visti a lezione.