Architettura degli Elaboratori e delle Reti

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1 Architettura degli Elaboratori e delle Reti CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN INFORMATICA PER LE TELECOMUNICAZIONI A. A Cristina Silvano Università degli Studi di Milano Dipartimento di Informatica e Comunicazione silvano@elet.polimi.it 1

2 Informazioni utili Orario delle lezioni: LUNEDI' Aula V2, Via Venezian 15 MARTEDI Aula V2, Via Venezian 15 MERCOLEDI' Aula V2, Via Venezian 15 Orario di ricevimento studenti: PREVIO APPUNTAMENTO CON LA DOCENTE DA FISSARE VIA E- MAIL indicando come oggetto: RICEVIMENTO STUDENTI ARC-TELECOM.. Pagina web del corso: Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 2

3 Materiale didattico Appunti delle lezioni Lucidi delle lezioni disponibili sul sito web del corso Testi consigliati: Computer Organization & Design: The Hardware/Software Interface, D.A. Patterson and J.L. Hennessy, Morgan Kaufmann Publishers, Second Edition, Progettazione digitale, F. Fummi, M. Sami, C. Silvano, Seconda Edizione, Collana di Istruzione Scientifica, McGraw-Hill, 2007 (sito web: Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 3

4 Materiale didattico SPIM: A MIPS R2000/R3000 Simulator : PCSPIM version Piattaforme: Unix or Linux system Microsoft Windows (Windows 95, 98, NT, 2000) Microsoft DOS Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 4

5 (prima parte) Introduzione Il calcolatore come sistema per l'elaborazione delle informazioni PRIMA PARTE: La progettazione dei sistemi digitali SECONDA PARTE: Il linguaggio assembly TERZA PARTE: Architettura di un calcolatore Introduzione alle reti di calcolatori Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 5

6 (prima parte) La rappresentazione binaria dell'informazione Codifica binaria, ottale, esadecimale. Conversioni di base Rappresentazione binaria dei numeri negativi Aritmetica binaria Rappresentazione dei numeri reali Elementi di progetto logico Reti combinatorie Reti sequenziali Macchine a stati finiti Progettazione di un modello semplificato di ALU Notazione IEEE 754 per i numeri in virgola mobile Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 6

7 (seconda parte) Il concetto di linguaggio macchina e di linguaggio assembly Il linguaggio assembly Il linguaggio macchina Insieme delle istruzioni: linguaggio assembly dell'architettura MIPS Formato delle istruzioni Modalità di indirizzamento Gestione delle direttive Gestione delle chiamate di sistema (system call) Gestione delle procedure Gestione dello stack Procedure annidate e procedure ricorsive Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 7

8 (seconda parte) La catena di programmazione Formato dei programmi Compilatore ed assemblatore Linker e loader Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 8

9 (terza parte) Il processore I componenti principali di un processore Datapath e unità di controllo Interazione processore/memoria Il processore MIPS Miglioramento delle prestazioni: il pipelining Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 9

10 (terza parte) La gerarchia di memoria Tecnologie di memoria SRAM e DRAM La memoria principale Principio di località spaziale e temporale Memorie cache Memoria virtuale Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 10

11 (terza parte) Valutazione delle prestazioni di un sistema Legge di Amdahl Tempo di risposta e throughput Tempo di CPU Cicli di clock per istruzione (CPI) La metrica MIPS e le sue limitazioni Prestazioni della gerarchia di memoria Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 11

12 (terza parte) Input/Output Classificazione dei dispositivi di I/O Il bus di sistema Supporti di memoria magneto-ottici Schemi di arbitraggio per l'accesso al bus Gestione dell'i/o e DMA Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 12

13 (terza parte) Introduzione alle reti di calcolatori Topologie delle reti locali Ethernet Le reti geografiche Le inter-reti La famiglia di protocolli TCP/IP Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 13

14 Modalità d esame Tre verifiche in itinere scritte + esame orale finale (facoltativo) Date preliminari delle prove in itinere: PRIMA PROVA: 27 marzo 2007 SECONDA PROVA: data da definire TERZA PROVA: data da definire Oppure Una prova scritta + esame orale (facoltativo) Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 14

15 Verifiche in itinere Primo compitino Quiz quantitativi e teorici Esercizi quantitativi Secondo compitino Quiz quantitativi e teorici Stesura di un programma assembly Domande sulla teoria con risposta estesa Terzo compitino Quiz quantitativi e teorici Esercizi quantitativi Domande sulla teoria con risposta estesa Cristina Silvano Università degli Studi di Milano 15