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Corso di di Architettura

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Academic year: 2022

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(1)

Corso

Corso di di Architettura

Architettura degli degli Elaboratori Elaboratori A A a a

a a 2009 2009//2010 2010 a.a

a.a. . 2009 2009//2010 2010

Introduzione:

bibli fi t i l did tti

bibliografia, esame, materiale didattico

Guido Boella

Dipartimento di Informatica Università degli Studi di Torino C.so Svizzera, 185 – I-10149 Torino boella[at]di[dot]unito[dot]it

(2)

Corso A o B?

Corso A o B?

Corso A o B?

Corso A o B?

8 Il corso A è per chi ha il cognome dalla

8 Il corso A è per chi ha il cognome dalla lettera A alla lettera K

8 Il programma svolto sarà lo stesso sia

A? B?

8 Il programma svolto sarà lo stesso sia per il corso A che B

I passaggi da un corso all'altro non

A? B?

8 I passaggi da un corso all altro non sono permessi

Si è comunque liberi di seguire il

8 Si è comunque liberi di seguire il corso A o B ma il compito verrà valutato, corretto e registrato dal , g docente del corso di appartenenza

(3)

Bibliografia Bibliografia Bibliografia Bibliografia

Libro di testo adottato:

Libro di testo adottato:

8 Andrew S. Tanenbaum.

Architettura dei

calcolatori: Un approcio strutturale 5a Edizione, , Pearson Addson Wesley, 2006. ISBN 8871922719

8 740 pagine

8 Euro 49.00

(4)

Bibliografia Bibliografia Bibliografia Bibliografia

Libro di testo adottato:

Libro di testo adottato:

8 Structured Computer Organization 5/Ed, g ,

Andrew S. Tanenbaum, Prentice Hall, Person , Education, ISBN 0-13- 148521-0

(5)

Bibliografia Bibliografia Bibliografia Bibliografia

Altre letture:

8 Andrew S. Tanenbaum. Structured Computer Organization 4/Ed,

Andrew S. Tanenbaum, G.

Goodman (Editor), US Imports &

PHIPEs, ISBN 0130959901

A d S T b A hit tt

8 Andrew S. Tanenbaum. Architettura dei computer, un approccio

strutturato. UTET Libreria, 2000 (non

iù i i )

più in commercio)

8 Giacomo Bucci. Architettura e organizzazione dei calcolatori organizzazione dei calcolatori elettronici FONDAMENTI.

McGrawHill. 2004.

8 D. A. Patterson, J. L. Hennessy.

Architettura dei computer: un

(6)

L’esame L’esame L esame L esame

8 L'esame sarà solo scritto 8 Necessario ma non

8 L esame sarà solo scritto

8 Per superare lo scritto è

necessario studiare sul libro

8 Necessario ma non sufficiente

Il libro non è sufficiente!

necessario studiare sul libro di testo (i lucidi che saranno messi a disposizione non lo

8 Il libro non è sufficiente!

8 “Perche’?”

messi a disposizione non lo sostituiscono)

Stesse modalità sia per il

8 Seguire le lezioni è essenziale

8 Stesse modalità sia per il corso A che per il corso B

Q t' i l

8 Esercitazioni

8 Quest'anno si svolgeranno esoneri a sorpresa

(7)

L`esame L`esame L esame L esame

8 Ogni studente ha a

8 Ogni studente ha a

disposizione 3 correzioni

nell'arco dell'anno sugli appelli g pp possibili:

9 2 a luglio (15 giorni di distanza)

9 2 a luglio (15 giorni di distanza)

9 1 a settembre 2 l’appello dopo

9 2 l’appello dopo

8 Per sostenere l'esame e`

i i i i li

necessario iscriversi on-line

8 Chi si iscrive e non si presenta conta come un esame corretto

(8)

Il

Il Laboratorio Laboratorio Il

Il Laboratorio Laboratorio

8 2 turni:

8 2 turni:

9 T1 Boella (Mar 11-13) T2 D Pi (Gi 14 16)

9 T2 De Pierro (Gio 14-16)

8 ESAME di LABORATORIO

9 Esercizi da consegnare a fine corso per poter partecipare all’esame

(9)

Supporto on

Supporto on--line al corso line al corso Supporto on

Supporto on line al corso line al corso

8 Uso della piattaforma I-learn

8 Uso della piattaforma I learn come supporto al corso

ISCRIVERSI!

8 ISCRIVERSI!

9 Comunicazioni e news d ll' lti i t

dell'ultimo minuto

9 Pubblicazione del materiale didattico (es l cidi

didattico (es. lucidi, programmi, link)

Forum di discussione

9 Forum di discussione

‹ http://i-learn.educ.di.unito.it/

9 VALUTAZIONE DEL CORSO AL TERMINE

(10)

ORARIO

ORARIO

ORARIO

ORARIO

(11)

Ponti feste congressi Ponti feste congressi

Ponti, feste, congressi…

Ponti, feste, congressi…

8 Solo 2 giugno!

8 Solo 2 giugno!

8 11-16 aprile

(12)

L`esame L`esame L esame L esame

8 Il voto va registrato entro 15

8 Il voto va registrato entro 15 giorni dalla pubblicazione dei risultati (senza contare dei risultati (senza contare agosto e festivita` natalizie)

Chi i t i

8 Chi riceve una voto pari a

“gravemente insufficiente”

( 12) `

(<= 12) non puo`

presentarsi al secondo ll di lli di t

appello di quelli a distanza di 15 giorni

(13)

CORSO INTERATTIVO CORSO INTERATTIVO CORSO INTERATTIVO CORSO INTERATTIVO

8 Interrompetemi! Chiedete!

8 Interrompetemi! Chiedete!

RICEVIMENTO

8 RICEVIMENTO

8 Su appuntamento

8 (prima leggere il libro…)

(14)

Obiettivi del corso Obiettivi del corso Obiettivi del corso Obiettivi del corso

8 Lo studio dell'architettura

8 Lo studio dell architettura dei calcolatori

C è

8 Come è strutturato un calcolatore?

8 Nel libro sono discussi:

Pentium II e IV

9 Pentium II e IV

9 UltraSPARC II e III

9 IJVM

(15)

Architettura

Architettura

Architettura

Architettura

(16)

“Architettura”: IBM anni ’50

“Architettura”: IBM anni ’50 Architettura : IBM anni 50 Architettura : IBM anni 50

8 Singola famiglia di macchine tutte capaci di eseguire

8 Singola famiglia di macchine tutte capaci di eseguire stesse istruzioni.

C ibili à di i l i i

8 Compatibilità nonostante diverse implementazioni:

architettura.

8 Differenze prezzo e prestazioni.

Specifiche in termini di istruzioni e dati

8 Specifiche in termini di istruzioni e dati.

(17)

Passare da questo

Passare da questo

Passare da questo

Passare da questo

(18)

a questo a questo

…a questo

…a questo

int[] x = {1 1 0 1 0};// x[0] cifra piu’ significativa int[] x = {1,1,0,1,0};// x[0] cifra piu significativa

int i;

int res = 0;

for (i=0 ; i<x length; i++) for (i=0 ; i<x.length; i++) {

res = res*2 + x[i];

}

(19)

passando per passando per

…passando per…

…passando per…

(20)

passando per passando per

…passando per…

…passando per…

(21)

Programma I Programma I Programma I Programma I

8 Programma/contenuti g

1. Introduzione all'organizzazione strutturata dei calcolatori (Sez. 1.1) 2. Tappe fondamentali dell'architettura dei calcolatori (Sez. 1.2, leggere 1.3 e 1.4)

3 Struttura dei calcolatori (introduzione alla Sez 2 1) 3. Struttura dei calcolatori (introduzione alla Sez. 2.1) 4. Unita' metriche (1.5)

5. Codifica dell'informazione (Appendice A, B e Sez. 2.4.7, leggere 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4, 2.4.5, 2.4.6) , , , )

1. Numeri binari

2. Conversione tra basi 3. Numeri Negativi

4 Operazioni tra numeri binari 4. Operazioni tra numeri binari

5. Numeri floating point e standard IEEE 754

6. Rappresentazione dei caratteri, stardard ASCII e UNICODE 7. Rappresentazione di immagini e suoni pp g

6. Livello logico digitale (Sez. 3.1, 3.2 e 3.3) 1. Porte logiche e algebra di Boole

2. Circuiti logici

3 L t h fli fl i t i hi di i RAM ROM

3. Latch, flip-flop, registri, chip di memoria, RAM e ROM

(22)

Programma II Programma II Programma II Programma II

8 7. Memoria e organizzazione della memoria

1 O i i d ll i (S 2 2 1 2 3 6)

1. Organizzazione della memoria (Sez. 2.2.1 - 2.3.6)

8. Il bus, chip di CPU e bus (Sez. 3.4, 3.6.1, 3.6.2,3.6.3, 3.5, di 3.6) 1. Interfacce di I/O e decodifica degli indirizzi (leggere 3.7)

9. Il livello della microarchitettura

1. Organizzazione della CPU ed esecuzione delle istruzioni (Sez. 2.1.1 e 2.1.2) 2. Esempio di microarchitettura (Sez. 4.1).

3. Notazione Polacca Inversa (Sez. 5.4.8) 4. L'ISA IJVM (Sez. 4.2) ( )

5. Il microprogramma per l'architettura Mic-1 (Sez. 4.3) 10. Il livello ISA

1. Sommario al livello ISA, caratteristiche, modelli di memoria, registri e istruzioni (Sez introduzione al Cap 5 5 1 1 5 1 2 5 1 3)

(Sez. introduzione al Cap. 5, 5.1.1, 5.1.2, 5.1.3)

2. ISA del Pentium IV, UltraSPARC III, 8051 e JVM (Sez. 5.1.4, 5.1.5, 5.1.6, 5.1.7 + 5.1.7-4ed)

3. Modalita' di indirizzamento (Sez. 5.4, 5.4.13-4ed) 4 Formati delle istruzioni (Sez 5 3)

4. Formati delle istruzioni (Sez. 5.3)

5. Differenze fra RISC e CISC (Sez. 2.1.3)

6. Principi di progettazione per i calcolatori moderni, parallelismo a livello delle

(23)

Dati in memoria Dati in memoria Dati in memoria Dati in memoria

8 Rappresentazione di dati in una macchina:

8 Rappresentazione di dati in una macchina:

9 Interi, decimali, caratteri, immagini e suoni.

9 Rappresentazione a precisione finita.

9 Rappresentazioni alternative e loro proprietà.app ese ta o a te at e e o o p op età

9 Costo della rappresentazione di dati in memoria.

(24)

Dai circuiti ai linguaggi di alto livello Dai circuiti ai linguaggi di alto livello Dai circuiti ai linguaggi di alto livello Dai circuiti ai linguaggi di alto livello

8 Domanda base del corso e’ come è possibile che un

8 Domanda base del corso e come è possibile che un computer fatto da semplici transistor che permettono di calcolare AND OR e NOT possa “comprendere”

calcolare AND, OR e NOT possa comprendere linguaggi complessi come Java.

( i i i ò i i f ti

8 (e viceversa, come mai si può insegnare informatica senza sapere come funziona un calcolatore)

8 Cosa c’e’ in mezzo fra il linguaggio di alto livello e i circuiti? Quali tappe?pp

8 Viceversa: Come costruire i livelli intermedi a partire

(25)

Dai circuiti ai linguaggi di alto livello Dai circuiti ai linguaggi di alto livello Dai circuiti ai linguaggi di alto livello Dai circuiti ai linguaggi di alto livello

8 Come costruire “calcolatrici” a partire da circuiti

8 Come costruire calcolatrici a partire da circuiti elementari

C f ll di i i d i i i

8 Come fare una cella di memoria a partire da circuiti elementari

8 Come costruire un banco di memoria da 1Mb a partire da celle elementari

8 Come i circuiti “interpretano” una istruzione in memoria

8 Come costruire una CPU?

8 Come collegare una CPU e i dispositivi di I/O

8 Come collegare una CPU e i dispositivi di I/O

(26)

Livelli intermedi Livelli intermedi Livelli intermedi Livelli intermedi

8 Java non è eseguito dall’hardware

8 Java non è eseguito dall hardware

8 Java compilato nel Bytecode

8 Bytecode eseguito da Java Virtual Machine

“Virtual Machine”? Che vuol dire???

8 Virtual Machine”? Che vuol dire???

8 Che differenza c’e’ fra una macchina reale e una virtuale?

8 JVM java exe è un software che interpreta il Bytecode

8 JVM java.exe è un software che interpreta il Bytecode.

Costruiremo un hardware che esegue il Bytecode

(27)

Etc etc Etc etc Etc. etc.

Etc. etc.

8 Vari tipi di CPU

8 Vari tipi di CPU,

8 Cache,

8 Interrupt

8

(28)

Domande?

Domande?

Domande?

Domande?

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