Obiettivi formativi
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Il corso vuole fornire agli studenti le nozioni di base sull'organizzazione e l'architettura dei sistemi di calcolo, singolo processore e paralleli, siano essi sistemi "general purpose" che dedicati alla risoluzione di specifici task computazionali con riferimento particolare a selezionate applicazioni scientifiche d'interesse della fisica computazionale.
Si prefigge inoltre di fornire la conoscenza di base di strumenti e linguaggi (VHDL) necessari alla progettazione dell'hardware dei moderni sistemi di elaborazione.
Programma tentativo
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- Introduzione ai calcolatori elettronici
Struttura hardware, firmware e software del calcolatore, misura di prestazioni
- I linguaggi dei calcolatori: linguaggi assembler, linguaggi macchina, rappresentazione intera ed istruzioni
- L’aritmetica dei calcolatori: principali operazioni aritmetiche e logiche. Numeri interi e floating point.
- Fondamenti di progettazione logica e uso di linguaggi di descrizione circuitale: gates, tavole della verita' e equazioni logico-booleane; logica combinatoria e sequenziale, macchine a stati finiti. Introduzione al VHDL
- Architettura del processore: Unità funzionali, registri, unità di controllo, microprogrammazione; unità di elaborazione; pipelining, gestione eccezioni
- La gerarchia delle memorie: introduzione alle caches, memorie virtuali
- Introduzione alle memorie di massa ed altre periferiche
- Cenni su architettura dei Sistemi multicore, multiprocessori e cluster: elaborazione parallela, classificazione, cenni descrittivi su architetture di calcolo moderne ad alte prestazioni (GPU) e reti per sistemi multiprocessore
Testi di riferimento
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Patterson D.A., Hennessy J.L. Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, Fourth Edition. Morgan Kaufmann Publishers, Inc. 2012. Quarta edizione.
Altro materiale didattico fornito dal docente a lezione
Sito Web del corso
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https://sites.google.com/site/pierovicini/didattica/cibernetica-generale-2014-2015
Modalita’ d’esame
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L’esame consistera’ in una prova pratica ed in un orale.
In particolare la “prova pratica” consistera’ nella:
- Progettazione e implementazione in VHDL e simulazione comportamentale di un blocco circuitale come descritto a lezione
- Preparazione di una tesina descrittiva del lavoro effettuato (max 20 pagine)
L’orale verra’ svolto attraverso una presentazione "plenaria" del progetto (assistita da lucidi) di massimo 20 minuti con 15 minuti aggiuntivi di domande correlate al lavoro presentato e ad argomenti svolti a lezione.
Appelli:
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1) Inizio: 26/01/2015 Termine: 06/02/2015 (Prenotazione: 20/01/2015 - 24/01/2015)
2) Inizio: 16/02/2015 Termine: 27/02/2015 (Prenotazione: 10/02/2015 - 14/02/2015)
3) Inizio: 06/07/2015 Termine: 17/07/2015 (Prenotazione: 30/06/2015 - 04/07/2015)
4) Inizio: 07/09/2015 Termine: 18/09/2015 (Prenotazione: 01/09/2015 - 05/09/2015)
Appelli riservati ai fuori corso
1) Inizio: 18/05/2015 Termine: 29/05/2015 (Prenotazione: 12/05/2015 - 16/05/2015)
2) Inizio: 16/11/2015 Termine: 27/11/2015 (Prenotazione: 10/11/2015 - 14/11/2015)
----->> Materiale Didattico