Calcolatori Elettronici

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Dimensione: px
Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Calcolatori Elettronici"

Transcript

1 Calcolatori Elettronici La Pipeline Superpipeline Pipeline superscalare Schedulazione dinamica della pipeline Processori reali: l architettura Intel e la pipeline dell AMD Opteron X4

2 Ricapitolando Con la pipeline aumenta il numero di istruzioni prodotte nell unità di tempo (aumenta il throughput) Per realizzare la pipeline: tutte le istruzioni hanno lo stesso numero di fasi (l unità di calcolo va percorsa segmento dopo segmento) tutte le fasi hanno la stessa durata (sincronizzazione delle attività) il tempo di esecuzione della singola istruzione potrebbe aumentare Per far funzionare la pipeline bisogna risolvere: criticità strutturali (più facile nelle macchine RISC) criticità sui dati criticità sul controllo combinazione di tecniche hardware e software Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 3 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

3 Migliorare ancora le prestazioni Tre approcci Superpipeline Pipeline superscalare spesso combinate Schedulazione dinamica della pipeline Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 4 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

4 Superpipeline Dividere i segmenti in segmenti più piccoli per iniziare l esecuzione della prossima istruzione deve finire il primo sottosegmento (più corto del segmento intero) Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 5 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

5 Pipeline superscalare (1) replicare i componenti interni della CPU per lanciare l esecuzione di più istruzioni alla volta Caso limite se avessimo due unità di calcolo potremmo eseguire due istruzioni completamente in parallelo se ognuna di queste lavora in pipeline ad ogni ciclo di clock escono due istruzioni escono due istruzioni istr1 IF ID EX MEM WB istr2 IF ID EX MEM WB istr3 IF ID EX MEM WB istr4 IF ID EX MEM WB istr5 IF ID EX MEM WB istr6 IF ID EX MEM WB Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 6 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

6 Pipeline superscalare (2) si replicano solo parti dell unità di calcolo e si fissano particolari combinazioni di istruzioni che possono essere eseguite in parallelo Esempio la prima istruzione è aritmetica o salto la seconda è trasferimento dati Realizzazione (vedi Fig del libro di testo) vengono prelevati 64 bit dalla cache istruzioni (due istruzioni alla volta) si duplica l estensore nel segmento ID uno serve se la prima è un salto uno serve per la seconda si duplica la ALU nel segmento EX (seconda ed. : Fig. 6.45, pag. 347) si deve poter eseguire contemporaneamente l operazione aritmetica e il calcolo dell indirizzo ovviamente le due istruzioni devono essere indipendenti Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 7 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

7 64 bit Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 8 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

8 Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 9 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

9 Loop unrolling ( srotolamento del ciclo ) Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 10 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

10 Schedulazione dinamica della pipeline (1) evitare stalli cercando di eseguire istruzioni successive in attesa che lo stallo sia risolto Esempio lw $t0,10($s0) addi $t1,$t0,4 add $s1,$s2,$t3 add $t4,$t5,$a2 sono indipendenti dalle precedenti e possono essere eseguite mentre si aspetta che si risolva lo stallo Osservazione la lw accede in memoria e potrebbe anche esserci fallimento in cache con questa tecnica potrei eseguire altre istruzioni anche mentre si completa il caricamento del blocco mancante serve hw aggiuntivo per consentire questo grado di parallelismo Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 11 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

11 Schedulazione dinamica della pipeline (2) Unità Idea di di esecuzione base vedi Fig del libro di testo la pipeline è suddivisa in tre porzioni: invia l istruzione alla corretta unità funzionale contiene (ed. nuova: Fig. 6.49, pag. 352) diverse unità funzionali in grado di effettuare la fase di esecuzione invia l istruzione di istruzioni alla diverse corretta unità funzionale unità di prelievo e decodifica unità di esecuzione da 5 a 10 contiene diverse unità funzionali in grado di effettuare la fase di esecuzione di istruzioni diverse unità di consegna scrive i risultati (nel banco o in memoria) scrive i risultati (nel banco o in memoria) Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 12 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

12 Schedulazione dinamica della pipeline (2) L unità di esecuzione da 5 a 10 unità funzionali ogni unità possiede una stazione di prenotazione la stazione conserva operandi ed operazione appena la stazione contiene tutti gli operandi richiesti e l unità funzionale è pronta viene calcolato il risultato L unità di consegna vedi Fig del libro di testo decide dove scrivere il risultato completamento in ordine: scrivere i risulati seguendo l ordine di esecuzione delle istruzioni previsto dal programma Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 14 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

13 Schedulazione dinamica della pipeline (3) Solitamente la schedulazione dinamica è combinata con l esecuzione superscalare ciascuna unità può consegnare da quattro a sei istruzioni per ciclo di clock E opportuno che la cache sia non bloccante in caso di fallimento deve consentire altri accessi prima che sia caricato il blocco che ha dato fallimento altrimenti si bloccherebbe l esecuzione di istruzioni successive e non si sfrutterebbero tutte le unità funzionali Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 16 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

14 L Intel 80x86 Architettura IA-32 (1) architettura a 16 bit, registri a scopo specifico nuove istruzioni in virgola mobile indirizzamento a 24 bit, alcune nuove istruzioni per rendere più regolare il set istruzioni architettura a 32 bit, nuove modalità di indirizzamento in memoria, nuove operazioni, supporto per la paginazione , Pentium, Pentium Pro, Pentium II prestazioni più elevate, 4 nuove istruzioni 1997 estensione MMX 57 nuove istruzioni e trattamento virgola mobile per velocizzare applicazioni legate alla multimedialità ed alle comunicazioni 1999 Pentium III 70 nuove istruzioni (SSE) per trattamento multimedialità Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 22 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

15 L Intel 80x86 Architettura IA-32(2) 2001 estensione SSE2 144 nuove istruzioni che estendono MMX e SSE 2003 l AMD (e NON Intel!) migliora l architettura spazio di indirizzamento e registri a 64 bit 2004 Intel si arrende a AMD adotta l architettura AMD denominandola EM64T (Extended Memory 64 Technology) 2006 estensione SSE4 54 nuove istruzioni da Intel 2007 estensione SSE5 170 nuove istruzioni da parte di AMD, comprendente 46 istruzioni con tre operandi a completare l insieme di base (come nel MIPS) 2007 estensione Advanced Vector Extension Intel ridefinenisce 250 istruzioni e ne aggiunge 128 nuove E la storia continua. Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 23 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

16 Cosa dicono di lui..... architettura difficile da spiegare ed impossibile da apprezzare.... la mancanza di eleganza dell 80x86 ha già origine dal set di istruzioni dell 8086 ed è esacerbata dalle espansioni architetturalmente incoerenti dell 8087, 80286, e MMX.. Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 24 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

17 Caratteristiche generali (1) 8 registri a scopo generale da 32 bit pagine da 4 KB memoria non allineata istruzioni aritmetiche a 2 operandi Esempio add $s1,$s0 # s0 = s0 + s1 Svantaggio : un operando va sempre distrutto Vantaggio (?) : istruzioni più corte vedi Fig del libro di testo (seconda edizione : Fig a pag. 109) Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 25 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

18 Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 26 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

19 Caratteristiche generali (2) Architettura registro-memoria (contrapposta a load/store) un operando può risiedere in memoria Esempio add 12(%gp),%s0 # s0=s0+mem[12+gp] Svantaggio: tempi di esecuzione delle istruzioni aritmetiche: - più lunghi Vantaggio: - legati alla natura degli operandi (2 registri oppure un registro + una locazione di memoria) non devo caricare il dato con la lw Istruzioni a lunghezza variabile da 1 byte a 17 byte (vedi Fig del libro di testo seconda ed.: Fig. 2.45, pag. 113) Varietà di metodi di indirizzamento alla memoria (non solo base + spiazzamento) Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 27 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

20 Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 28 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

21 La pipeline dell AMD Opteron X4 CPU basata su schedulazione dinamica della pipeline (vedi Fig del libro di testo) le istruzioni non entrano direttamente nella pipeline vengono prima tradotte in sequenze di micro-operazioni di lunghezza simili a istruzioni MIPS il processo di traduzione richiede 2 cicli di clock per il fetch (inclusa determinazione della lunghezza dell istruzione 3 cicli per creare le micro-operazioni Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 31 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

22 Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 32 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

23 THE END Calcolatori Elettronici - Pipeline (3) - Slide 33 L. Tarantino - a.a. 2004/2005

CPU pipeline 4: le CPU moderne

CPU pipeline 4: le CPU moderne Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione 25 CPU pipeline 4: le CPU moderne Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano L 25 1/16

Dettagli

CPU pipeline 4: le CPU moderne

CPU pipeline 4: le CPU moderne Architettura degli Elaboratori e delle Reti Lezione 25 CPU pipeline 4: le CPU moderne Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano L 25 1/17

Dettagli

Calcolatori Elettronici. La memoria gerarchica La memoria virtuale

Calcolatori Elettronici. La memoria gerarchica La memoria virtuale Calcolatori Elettronici La memoria gerarchica La memoria virtuale Come usare la memoria secondaria oltre che per conservare permanentemente dati e programmi Idea Tenere parte del codice in mem princ e

Dettagli

Aumentare il parallelismo a livello di istruzione (2)

Aumentare il parallelismo a livello di istruzione (2) Processori multiple-issue issue Aumentare il parallelismo a livello di istruzione (2) Architetture Avanzate dei Calcolatori Valeria Cardellini Nei processori multiple-issue vengono lanciate più istruzioni

Dettagli

Calcolatori Elettronici. La Pipeline Criticità sui dati Criticità sul controllo Cenni sull unità di controllo

Calcolatori Elettronici. La Pipeline Criticità sui dati Criticità sul controllo Cenni sull unità di controllo Calcolatori Elettronici La Pipeline Criticità sui dati Criticità sul controllo Cenni sull unità di controllo La pipeline CRITICITÀ SUI DATI Calcolatori Elettronici - Pipeline (2) - Slide 2 L. Tarantino

Dettagli

C. P. U. MEMORIA CENTRALE

C. P. U. MEMORIA CENTRALE C. P. U. INGRESSO MEMORIA CENTRALE USCITA UNITA DI MEMORIA DI MASSA La macchina di Von Neumann Negli anni 40 lo scienziato ungherese Von Neumann realizzò il primo calcolatore digitale con programma memorizzato

Dettagli

Aumentare il parallelismo a livello di istruzione (1)

Aumentare il parallelismo a livello di istruzione (1) Aumentare il parallelismo a livello di istruzione (1) Architetture Avanzate dei Calcolatori Valeria Cardellini Parallelismo Il parallelismo consente di migliorare le prestazioni grazie all esecuzione simultanea

Dettagli

Architettura di tipo registro-registro (load/store)

Architettura di tipo registro-registro (load/store) Caratteristiche principali dell architettura del processore MIPS E un architettura RISC (Reduced Instruction Set Computer) Esegue soltanto istruzioni con un ciclo base ridotto, cioè costituito da poche

Dettagli

Corso di Calcolatori Elettronici I A.A. 2010-2011 Il processore Lezione 18

Corso di Calcolatori Elettronici I A.A. 2010-2011 Il processore Lezione 18 Corso di Calcolatori Elettronici I A.A. 2010-2011 Il processore Lezione 18 Università degli Studi di Napoli Federico II Facoltà di Ingegneria Calcolatore: sottosistemi Processore o CPU (Central Processing

Dettagli

Lezione n.19 Processori RISC e CISC

Lezione n.19 Processori RISC e CISC Lezione n.19 Processori RISC e CISC 1 Processori RISC e Superscalari Motivazioni che hanno portato alla realizzazione di queste architetture Sommario: Confronto tra le architetture CISC e RISC Prestazioni

Dettagli

CPU. Maurizio Palesi

CPU. Maurizio Palesi CPU Central Processing Unit 1 Organizzazione Tipica CPU Dispositivi di I/O Unità di controllo Unità aritmetico logica (ALU) Terminale Stampante Registri CPU Memoria centrale Unità disco Bus 2 L'Esecutore

Dettagli

La macchina di Von Neumann. Archite(ura di un calcolatore. L unità di elaborazione (CPU) Sequenza di le(ura. Il bus di sistema

La macchina di Von Neumann. Archite(ura di un calcolatore. L unità di elaborazione (CPU) Sequenza di le(ura. Il bus di sistema La macchina di Von Neumann rchite(ura di un calcolatore us di sistema Collegamento Unità di Elaborazione (CPU) Memoria Centrale (MM) Esecuzione istruzioni Memoria di lavoro Interfaccia Periferica P 1 Interfaccia

Dettagli

Tecniche di parallelismo, processori RISC

Tecniche di parallelismo, processori RISC Testo di riferimento: [Congiu] 9.1-9.3 (pg. 253 264) Tecniche di parallelismo, processori RISC 09.a Pipelining Altre tecniche di parallelismo Processori superscalari Caratteristiche dei processori RISC

Dettagli

CALCOLATORI ELETTRONICI 29 giugno 2011

CALCOLATORI ELETTRONICI 29 giugno 2011 CALCOLATORI ELETTRONICI 29 giugno 2011 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Si implementi per mezzo di una PLA la funzione combinatoria (a 3 ingressi e due uscite)

Dettagli

Architettura hardware

Architettura hardware Architettura dell elaboratore Architettura hardware la parte che si può prendere a calci Sistema composto da un numero elevato di componenti, in cui ogni componente svolge una sua funzione elaborazione

Dettagli

Architettura di un calcolatore: introduzione

Architettura di un calcolatore: introduzione Corso di Calcolatori Elettronici I Architettura di un calcolatore: introduzione Prof. Roberto Canonico Università degli Studi di Napoli Federico II Dipartimento di Ingegneria Elettrica e delle Tecnologie

Dettagli

L architettura di riferimento

L architettura di riferimento Architetture degli elaboratori e delle reti Lezione 10 L architettura di riferimento Proff. A. Borghese, F. Pedersini Dipartimento di Scienze dell Informazione Università degli Studi di Milano L 10 1/27

Dettagli

In realtà, non un solo microprocessore, ma un intera famiglia, dalle CPU più semplici con una sola pipeline a CPU molto complesse per applicazioni ad

In realtà, non un solo microprocessore, ma un intera famiglia, dalle CPU più semplici con una sola pipeline a CPU molto complesse per applicazioni ad Principi di architetture dei calcolatori: l architettura ARM. Mariagiovanna Sami Che cosa è ARM In realtà, non un solo microprocessore, ma un intera famiglia, dalle CPU più semplici con una sola pipeline

Dettagli

Calcolatori Elettronici

Calcolatori Elettronici Calcolatori Elettronici Classificazione dei calcolatori elettronici Sistemi basati sull architettura di Von Neumann Sistemi basati sull architettura Harward Architettura dei calcolatori: definizioni Evoluzione

Dettagli

L unità di controllo. Il processore: unità di controllo. Le macchine a stati finiti. Struttura della macchina a stati finiti

L unità di controllo. Il processore: unità di controllo. Le macchine a stati finiti. Struttura della macchina a stati finiti Il processore: unità di lo Architetture dei Calcolatori (lettere A-I) L unità di lo L unità di lo è responsabile della generazione dei segnali di lo che vengono inviati all unità di elaborazione Alcune

Dettagli

CALCOLATORI ELETTRONICI

CALCOLATORI ELETTRONICI CALCOLATORI ELETTRONICI Giuseppe Coldani Tel. 0382 985678 e-mail: giuseppe.coldani@unipv.it giuseppe.coldani@tin.it orario delle lezioni: Mercoledì 14.00-18.00 orario di ricevimento: su appuntamento 1

Dettagli

Architettura degli elaboratori (A)

Architettura degli elaboratori (A) Laurea in Informatica a.a. 2010-2011 Laboratorio del corso di Architettura degli elaboratori (A) Modulo 1: l Architettura dell 8086 Valeria Carofiglio Linguaggi a vari livelli e loro relazioni Programma

Dettagli

Parte IV Architettura della CPU Central Processing Unit

Parte IV Architettura della CPU Central Processing Unit Parte IV Architettura della CPU Central Processing Unit IV.1 Struttura della CPU All interno di un processore si identificano in genere due parti principali: l unità di controllo e il data path (percorso

Dettagli

Architettura del calcolatore

Architettura del calcolatore Architettura del calcolatore La prima decomposizione di un calcolatore è relativa a due macro-componenti: Hardware Software Architettura del calcolatore L architettura dell hardware di un calcolatore reale

Dettagli

L HARDWARE parte 1 ICTECFOP@GMAIL.COM

L HARDWARE parte 1 ICTECFOP@GMAIL.COM L HARDWARE parte 1 COMPUTER E CORPO UMANO INPUT E OUTPUT, PERIFERICHE UNITA DI SISTEMA: ELENCO COMPONENTI COMPONENTI NEL DETTAGLIO: SCHEDA MADRE (SOCKET, SLOT) CPU MEMORIA RAM MEMORIE DI MASSA USB E FIREWIRE

Dettagli

Fondamenti di informatica: un po di storia

Fondamenti di informatica: un po di storia Fondamenti di informatica: un po di storia L idea di utilizzare dispositivi meccanici per effettuare in modo automatico calcoli risale al 600 (Pascal, Leibniz) Nell ottocento vengono realizzati i primi

Dettagli

Quinto Homework. Indicare il tempo necessario all'esecuzione del programma in caso di avvio e ritiro fuori ordine.

Quinto Homework. Indicare il tempo necessario all'esecuzione del programma in caso di avvio e ritiro fuori ordine. Quinto Homework 1) Si vuole progettare una cache a mappatura diretta per un sistema a 32 bit per una memoria da 2 GB (quindi sono solo 31 i bit utili per gli indirizzi) e blocchi di 64 byte. Rispondere

Dettagli

Parte II.2 Elaboratore

Parte II.2 Elaboratore Parte II.2 Elaboratore Elisabetta Ronchieri Università di Ferrara Dipartimento di Economia e Management Insegnamento di Informatica Dicembre 1, 2015 Elisabetta Elisabetta Ronchieri II Software Argomenti

Dettagli

La memoria virtuale. La gerarchia di memorie. Indirizzo fisico. Memoria virtuale. Architetture Avanzate dei Calcolatori. Valeria Cardellini

La memoria virtuale. La gerarchia di memorie. Indirizzo fisico. Memoria virtuale. Architetture Avanzate dei Calcolatori. Valeria Cardellini La memoria Architetture Avanzate dei Calcolatori Valeria Cardellini Nelle lezioni precedenti { Memoria La gerarchia di memorie Registri Istruzioni, operandi L Cache Blocchi L2 Cache Blocchi Memoria Pagine

Dettagli

Calcolatori Elettronici

Calcolatori Elettronici Calcolatori Elettronici La memoria gerarchica L hard disk Introduzione alla memoria virtuale Scendiamo di un altro livello CPU Banco Cache Memoria principale Memoria secondaria Dimensioni < 1KB < 1 MB

Dettagli

Esame di INFORMATICA

Esame di INFORMATICA Università di L Aquila Facoltà di Biotecnologie Esame di INFORMATICA Lezione 4 MACCHINA DI VON NEUMANN Anni 40 i dati e i programmi che descrivono come elaborare i dati possono essere codificati nello

Dettagli

Lezione 3: Architettura del calcolatore

Lezione 3: Architettura del calcolatore Lezione 3: Architettura del calcolatore Architettura di Von Neumann BUS, CPU e Memoria centrale Ciclo di esecuzione delle istruzioni Architettura del calcolatore Il calcolatore è: uno strumento programmabile

Dettagli

Introduzione. Il principio di localizzazione... 2 Organizzazioni delle memorie cache... 4 Gestione delle scritture in una cache...

Introduzione. Il principio di localizzazione... 2 Organizzazioni delle memorie cache... 4 Gestione delle scritture in una cache... Appunti di Calcolatori Elettronici Concetti generali sulla memoria cache Introduzione... 1 Il principio di localizzazione... 2 Organizzazioni delle memorie cache... 4 Gestione delle scritture in una cache...

Dettagli

Varie tipologie di memoria

Varie tipologie di memoria Varie tipologie di memoria velocita` capacita` registri CPU memoria cache memoria secondaria (Hard Disk) Gestione della memoria Una parte della viene riservata per il SO I programmi per poter essere eseguiti

Dettagli

CALCOLATORI ELETTRONICI 29 giugno 2010

CALCOLATORI ELETTRONICI 29 giugno 2010 CALCOLATORI ELETTRONICI 29 giugno 2010 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Si disegni lo schema di un flip-flop master-slave S-R sensibile ai fronti di salita e

Dettagli

L architettura del calcolatore (Prima parte)

L architettura del calcolatore (Prima parte) L architettura del calcolatore (Prima parte) Percorso di Preparazione agli Studi di Ingegneria Università degli Studi di Brescia Docente: Massimiliano Giacomin Calcolatore astratto e reale Concetto astratto

Dettagli

L unità di elaborazione pipeline L unità Pipelining

L unità di elaborazione pipeline L unità Pipelining Struttura del processore L unità di elaborazione pipeline Corso ACSO prof. Cristina SILVANO Politecnico di Milano Incremento delle Per migliorare ulteriormente le si può: ridurre il periodo di clock aumentare

Dettagli

Architettura dei calcolatori I parte Introduzione, CPU

Architettura dei calcolatori I parte Introduzione, CPU Università degli Studi di Palermo Dipartimento di Ingegneria Informatica C.I. 1 Informatica ed Elementi di Statistica 2 c.f.u. Anno Accademico 2009/2010 Docente: ing. Salvatore Sorce Architettura dei calcolatori

Dettagli

ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE

ARCHITETTURA DEL CALCOLATORE Orologio di sistema (Clock) UNITÀ UNITÀ DI DI INGRESSO Schema a blocchi di un calcolatore REGISTRI CONTROLLO BUS DEL SISTEMA MEMORIA DI DI MASSA Hard Hard Disk Disk MEMORIA CENTRALE Ram Ram ALU CPU UNITÀ

Dettagli

che vengano generati nell ordine corretto i sistema (es., la memoria, l unità aritmetico-

che vengano generati nell ordine corretto i sistema (es., la memoria, l unità aritmetico- Principi di architetture dei calcolatori: l unità di controllo Mariagiovanna Sami L unità di controllo Per eseguire le istruzioni di macchina, occorre che vengano generati nell ordine corretto i segnali

Dettagli

Calcolatori Elettronici L-A

Calcolatori Elettronici L-A 1 Calcolatori Elettronici L-A Obiettivo del modulo è lo studio dei seguenti aspetti dell hardware dei calcolatori: l architettura i principi di funzionamento le tecniche di progettazione l impatto dell'architettura

Dettagli

Struttura del calcolatore

Struttura del calcolatore Struttura del calcolatore Proprietà: Flessibilità: la stessa macchina può essere utilizzata per compiti differenti, nessuno dei quali è predefinito al momento della costruzione Velocità di elaborazione

Dettagli

Hazard sul controllo. Sommario

Hazard sul controllo. Sommario Hazard sul controllo Prof. Alberto Borghese Dipartimento di Scienze dell Informazione alberto.borghese@unimi.it Università degli Studi di Milano Riferimento al Patterson: 4.7, 4.8 1/28 Sommario Riorganizzazione

Dettagli

memoria virtuale protezione

memoria virtuale protezione Memoria Virtuale Le memorie cache forniscono un accesso veloce ai blocchi di memoria usati più di recente La memoria virtuale fornisce un accesso veloce ai dati sulle memorie di massa usati più di recente.

Dettagli

Metodi Software per ottenere ILP

Metodi Software per ottenere ILP Metodi Software per ottenere ILP Calcolatori Elettronici 2 http://www.dii.unisi.it/~giorgi/didattica/calel2 Scaletta Tecnologie nel compilatore BRANCH PREDICTION A SOFTWARE (nel compilatore) - Gia vista

Dettagli

Elementi di Informatica e Programmazione. # Memoria di massa. Problema: comprare un PC. Architettura del calcolatore. Architettura di Von Neumann

Elementi di Informatica e Programmazione. # Memoria di massa. Problema: comprare un PC. Architettura del calcolatore. Architettura di Von Neumann Elementi di Informatica e Programmazione Architettura del calcolatore (prima parte) Corsi di Laurea in: Ingegneria Civile Ingegneria per l Ambiente e il Territorio Università degli Studi di Brescia Problema:

Dettagli

Il processore. Il processore. Il processore. Il processore. Architettura dell elaboratore

Il processore. Il processore. Il processore. Il processore. Architettura dell elaboratore Il processore Architettura dell elaboratore Il processore La esegue istruzioni in linguaggio macchina In modo sequenziale e ciclico (ciclo macchina o ciclo ) Effettuando operazioni di lettura delle istruzioni

Dettagli

Architettura di un computer

Architettura di un computer Architettura di un computer Modulo di Informatica Dott.sa Sara Zuppiroli A.A. 2012-2013 Modulo di Informatica () Architettura A.A. 2012-2013 1 / 36 La tecnologia Cerchiamo di capire alcuni concetti su

Dettagli

(1) - - (4) R4 = R7 * R7 (4) (2) (3) 5 - (4) rinviata perché in WAW con (3) 6 (3) e (4) ritirabili ma attendono il completamento di (2) (2) (3) (4)

(1) - - (4) R4 = R7 * R7 (4) (2) (3) 5 - (4) rinviata perché in WAW con (3) 6 (3) e (4) ritirabili ma attendono il completamento di (2) (2) (3) (4) Esercizio 1 (20%) Si assuma di avere una macchina con 10 registri ufficiali (da R0 a R9) e sufficienti registri segreti in grado di avviare 2 istruzioni per ciclo di clock. Tale macchina richiede 2 cicli

Dettagli

MODELLO DLX IN UNISIM

MODELLO DLX IN UNISIM Architettura e descrizione del modello MODELLO DLX IN UNISIM RINGRAZIAMENTI : I materiali per questa presentazione sono tratti dal tutorial ufficiale di UNISIM - https://unisim.org/site/tutorials/start

Dettagli

La memoria centrale (RAM)

La memoria centrale (RAM) La memoria centrale (RAM) Mantiene al proprio interno i dati e le istruzioni dei programmi in esecuzione Memoria ad accesso casuale Tecnologia elettronica: Veloce ma volatile e costosa Due eccezioni R.O.M.

Dettagli

Il Processore: i registri

Il Processore: i registri Il Processore: i registri Il processore contiene al suo interno un certo numero di registri (unità di memoria estremamente veloci) Le dimensioni di un registro sono di pochi byte (4, 8) I registri contengono

Dettagli

Architettura hw. La memoria e la cpu

Architettura hw. La memoria e la cpu Architettura hw La memoria e la cpu La memoria centrale e la CPU Bus controllo Bus indirizzi Bus dati Bus di collegamento con la cpu indirizzi controllo dati Bus Indirizzi 11 Bus controllo Leggi/scrivi

Dettagli

La Gestione delle risorse Renato Agati

La Gestione delle risorse Renato Agati Renato Agati delle risorse La Gestione Schedulazione dei processi Gestione delle periferiche File system Schedulazione dei processi Mono programmazione Multi programmazione Gestione delle periferiche File

Dettagli

STRUTTURE DEI SISTEMI DI CALCOLO

STRUTTURE DEI SISTEMI DI CALCOLO STRUTTURE DEI SISTEMI DI CALCOLO 2.1 Strutture dei sistemi di calcolo Funzionamento Struttura dell I/O Struttura della memoria Gerarchia delle memorie Protezione Hardware Architettura di un generico sistema

Dettagli

Migliorare le prestazioni di processori e memorie

Migliorare le prestazioni di processori e memorie Migliorare le prestazioni di processori e memorie Corso: Architetture degli Elaboratori Docenti: F. Barbanera, G. Bella UNIVERSITA DI CATANIA Dip. di Matematica e Informatica Tipologie dei Miglioramenti

Dettagli

Corso di Sistemi di Elaborazione delle informazioni

Corso di Sistemi di Elaborazione delle informazioni Corso di Sistemi di Elaborazione delle informazioni LEZIONE 2 (HARDWARE) a.a. 2011/2012 Francesco Fontanella Tre concetti Fondamentali Algoritmo; Automa (o anche macchina); Calcolo; 2 Calcolatore MACCHINA

Dettagli

Corso di Informatica Applicata. Lezione 3. Università degli studi di Cassino

Corso di Informatica Applicata. Lezione 3. Università degli studi di Cassino Università degli studi di Cassino Corso di Laurea in Ingegneria della Produzione Industriale Corso di Informatica Applicata Lezione 3 Ing. Saverio De Vito e-mail: saverio.devito@portici.enea.it Tel.: +39

Dettagli

PROGRAMMAZIONE MODULARE 2014-2015

PROGRAMMAZIONE MODULARE 2014-2015 PROGRAMMAZIONE MODULARE 01-015 Disciplina: SISTEMI E RETI Classe: TERZA A INF Indirizzo: INFORMATICA E TELECOMUNICAZIONI Articolazione INFORMATICA Docenti: Silvia Gualdi (teoria) Paolo Aurilia (laboratorio)

Dettagli

Architettura del Set di Istruzioni (ISA)

Architettura del Set di Istruzioni (ISA) Architettura del Set di Istruzioni (ISA) Maurizio Palesi Maurizio Palesi 1 Instruction Set Architecture (ISA) Software instruction set Hardware Maurizio Palesi 2 1 Instruction Set Architecture (ISA) Applicazioni

Dettagli

Informatica di Base - 6 c.f.u.

Informatica di Base - 6 c.f.u. Università degli Studi di Palermo Dipartimento di Ingegneria Informatica Informatica di Base - 6 c.f.u. Anno Accademico 2007/2008 Docente: ing. Salvatore Sorce Architettura dei calcolatori I parte Introduzione,

Dettagli

Ottimizzazioni 1 Corso di sviluppo Nvidia CUDATM. Davide Barbieri

Ottimizzazioni 1 Corso di sviluppo Nvidia CUDATM. Davide Barbieri Ottimizzazioni 1 Corso di sviluppo Nvidia CUDATM Davide Barbieri Panoramica Lezione Principali versioni dell'hardware CUDA Tesla Fermi Accesso veloce alla memoria globale Accesso veloce alla memoria condivisa

Dettagli

La memoria - generalità

La memoria - generalità Calcolatori Elettronici La memoria gerarchica Introduzione La memoria - generalità n Funzioni: Supporto alla CPU: deve fornire dati ed istruzioni il più rapidamente possibile Archiviazione: deve consentire

Dettagli

Architetture CISC e RISC. Misura della potenza di calcolo. Cos'è la potenza di calcolo. Prestazioni della CPU. Fondamenti di Informatica

Architetture CISC e RISC. Misura della potenza di calcolo. Cos'è la potenza di calcolo. Prestazioni della CPU. Fondamenti di Informatica FONDAMENTI DI INFORMATICA Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine Architetture CISC e RISC 2000 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n.

Dettagli

Architettura degli Elaboratori. Classe 3 Prof.ssa Anselmo. Appello del 18 Febbraio Attenzione:

Architettura degli Elaboratori. Classe 3 Prof.ssa Anselmo. Appello del 18 Febbraio Attenzione: Cognome.. Nome.... Architettura degli Elaboratori Classe 3 Prof.ssa Anselmo Appello del 18 Febbraio 2015 Attenzione: Inserire i propri dati nell apposito spazio sottostante e in testa a questa pagina.

Dettagli

La macchina programmata Instruction Set Architecture (1)

La macchina programmata Instruction Set Architecture (1) Corso di Laurea in Informatica Architettura degli elaboratori a.a. 2014-15 La macchina programmata Instruction Set Architecture (1) Schema base di esecuzione Istruzioni macchina Outline Componenti di un

Dettagli

1.4a: Hardware (Processore)

1.4a: Hardware (Processore) 1.4a: Hardware (Processore) 2 23 nov 2011 Bibliografia Curtin, Foley, Sen, Morin Informatica di base, Mc Graw Hill Ediz. Fino alla III : cap. 3.8, 3.9 IV ediz.: cap. 2.6, 2.7 Questi lucidi 23 nov 2011

Dettagli

Architettura dei calcolatori

Architettura dei calcolatori Architettura dei calcolatori Dott. Ing. Leonardo Rigutini Dipartimento Ingegneria dell Informazione Università di Siena Via Roma 56 53100 SIENA Uff. 0577233606 rigutini@dii.unisi.it http://www.dii.unisi.it/~rigutini/

Dettagli

ARCHITETTURA DELLE CPU come ARCHITETTURA DEL SET DI ISTRUZIONI

ARCHITETTURA DELLE CPU come ARCHITETTURA DEL SET DI ISTRUZIONI PROGETTO DELLA CPU MEMORIZZAZIONE DEGLI OPERANDI DOVE SONO MEMORIZZATI GLI OPERANDI NELLA CPU? ARCHITETTURA DELLE CPU come ARCHITETTURA DEL SET DI ISTRUZIONI SCELTE PROGETTUALI: 1. DOVE SONO MEMORIZZATI

Dettagli

Programmazione per Bioinformatica Il Calcolatore e la Programmazione. Dr Damiano Macedonio Università di Verona

Programmazione per Bioinformatica Il Calcolatore e la Programmazione. Dr Damiano Macedonio Università di Verona Programmazione per Bioinformatica Il Calcolatore e la Programmazione Dr Damiano Macedonio Università di Verona Architettura del calcolatore La prima decomposizione di un calcolatore è relativa a due macrocomponenti:

Dettagli

Calcolatori Elettronici

Calcolatori Elettronici Calcolatori Elettronici Classificazione dei calcolatori elettronici Sistemi basati sull architettura di von Neumann rchitettura dei calcolatori: definizioni Evoluzione dell architettura rchitettura della

Dettagli

L Architettura di un Calcolatore

L Architettura di un Calcolatore ASTE Information Technology Excellence oad (I.T.E..) L Architettura di un Calcolatore aurizio Palesi Salvatore Serrano aster ITE Informatica di Base aurizio Palesi, Salvatore Serrano 1 Sommario Architettura

Dettagli

Architetture CISC e RISC

Architetture CISC e RISC FONDAMENTI DI INFORMATICA Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine Architetture CISC e RISC 2000 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n.

Dettagli

SISTEMI OPERATIVI. Gestione della memoria Domande di verifica. Luca Orrù Centro Multimediale Montiferru 18/06/2007

SISTEMI OPERATIVI. Gestione della memoria Domande di verifica. Luca Orrù Centro Multimediale Montiferru 18/06/2007 2007 SISTEMI OPERATIVI Gestione della memoria Domande di verifica Luca Orrù Centro Multimediale Montiferru 18/06/2007 Gestione della memoria 1. Si descriva il concetto di memoria virtuale (esame del 19-06-2006)

Dettagli

Sistemi Operativi GESTIONE DELLA MEMORIA CENTRALE. D. Talia - UNICAL. Sistemi Operativi 6.1

Sistemi Operativi GESTIONE DELLA MEMORIA CENTRALE. D. Talia - UNICAL. Sistemi Operativi 6.1 GESTIONE DELLA MEMORIA CENTRALE 6.1 Gestione della Memoria Background Spazio di indirizzi Swapping Allocazione Contigua Paginazione 6.2 Background Per essere eseguito un programma deve trovarsi (almeno

Dettagli

Uniamo VM e CACHE. Physically addressed. Physically Addressed. Prestazioni. Ci sono varie alternative architetturali. Sono quelle piu semplici

Uniamo VM e CACHE. Physically addressed. Physically Addressed. Prestazioni. Ci sono varie alternative architetturali. Sono quelle piu semplici Uniamo VM e CACHE Physically addressed Ci sono varie alternative architetturali physically addressed virtually addressed virtually indexed Sono quelle piu semplici un dato puo essere in cache solo se e

Dettagli

Calcolatori Elettronici

Calcolatori Elettronici Calcolatori Elettronici ISA di riferimento: MIPS Massimiliano Giacomin 1 DOVE CI TROVIAMO Livello funzionale Livello logico Livello circuitale Livello del layout istruzioni macchina, ISA Reti logiche:

Dettagli

Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale

Università degli Studi di Cassino e del Lazio Meridionale di Cassino e del Lazio Meridionale Corso di Pipeline Anno Accademico Francesco Tortorella Progettazione del datapath Prima soluzione: d.p. a ciclo singolo Semplice da realizzare Condizionato dal worst

Dettagli

Esercitazione sulle CPU pipeline

Esercitazione sulle CPU pipeline Esercitazione sulle CPU pipeline Una CPU a ciclo singolo come pure una CPU multi ciclo eseguono una sola istruzione alla volta. Durante l esecuzione parte dell hardware della CPU rimane inutilizzato perché

Dettagli

ARCHITETTURA DI UN PERSONAL COMPUTER

ARCHITETTURA DI UN PERSONAL COMPUTER ARCHITETTURA DI UN PERSONAL COMPUTER Processore Tastiera Mouse CD-ROM Bus Memoria FD HD Stampante La struttura logica Fisicamente l unità centrale è costituita da:... la gabbia per le schede (rack)...

Dettagli

Microarchitettura dei processori per Pc

Microarchitettura dei processori per Pc Microarchitettura dei processori per Pc Le tecnologie delle Cpu moderne si sono affinate al punto da rendere i processori molto complessi. Analizziamo il funzionamento di Athlon e Pentium 4. Analizzando

Dettagli

Unità Periferiche. Rete Di Controllo

Unità Periferiche. Rete Di Controllo MODELLO LOGICO-FUNZIONALE DI UN ELABORATORE Centrale di canale Periferiche CPU Memoria centrale ALU CU Memoria Locale ALU = Aritmetic Logic Unit CU = Registri CU ISTRUZIONE Decodificatore Rete Di Controllo

Dettagli

La Memoria d Uso. La Memoria d Uso

La Memoria d Uso. La Memoria d Uso Fondamenti dell Informatica A.A. 2000-2001 La Memoria d Uso Prof. Vincenzo Auletta 1 Fondamenti dell Informatica A.A. 2000-2001 Memorie di Massa Processore CU e ALU Memorie di massa esterne La Memoria

Dettagli

Sistema operativo: Gestione della memoria

Sistema operativo: Gestione della memoria Dipartimento di Elettronica ed Informazione Politecnico di Milano Informatica e CAD (c.i.) - ICA Prof. Pierluigi Plebani A.A. 2008/2009 Sistema operativo: Gestione della memoria La presente dispensa e

Dettagli

Laboratorio di Informatica

Laboratorio di Informatica per chimica industriale e chimica applicata e ambientale LEZIONE 4 La CPU e l esecuzione dei programmi 1 Nelle lezioni precedenti abbiamo detto che Un computer è costituito da 3 principali componenti:

Dettagli

Calcolatori Elettronici A a.a. 2008/2009

Calcolatori Elettronici A a.a. 2008/2009 Calcolatori Elettronici A a.a. 2008/2009 PRESTAZIONI DEL CALCOLATORE Massimiliano Giacomin Due dimensioni Tempo di risposta (o tempo di esecuzione): il tempo totale impiegato per eseguire un task (include

Dettagli

Nuovi sviluppi x86 CALCOLATORI ELETTRONICI LM

Nuovi sviluppi x86 CALCOLATORI ELETTRONICI LM Nuovi sviluppi x86 CALCOLATORI ELETTRONICI LM 1 CMP Chip Multi Processor In questo contesto I/O indica qualunque comunicazione con il mondo esterno (I/O vero e proprio, memoria, cache esterne etc.). Shared

Dettagli

Sistemi Operativi (modulo di Informatica II) Sottosistema di I/O

Sistemi Operativi (modulo di Informatica II) Sottosistema di I/O Sistemi Operativi (modulo di Informatica II) Sottosistema di I/O Patrizia Scandurra Università degli Studi di Bergamo a.a. 2009-10 Sommario L hardware di I/O Struttura Interazione tra computer e controllori

Dettagli

Lezione 5 Architettura degli elaboratori. Mauro Piccolo piccolo@di.unito.it

Lezione 5 Architettura degli elaboratori. Mauro Piccolo piccolo@di.unito.it Lezione5 Architetturadeglielaboratori MauroPiccolo piccolo@di.unito.it Esecutore Unelaboratoreelettronico`eunaesecutore generalpurpose (ossia confinalitagenericheenonpredeterminate). Lecomponentiprincipali,cheanalizzeremonelseguito,sono:

Dettagli

L Unità Centrale di Elaborazione

L Unità Centrale di Elaborazione L Unità Centrale di Elaborazione ed il Microprocessore Prof. Vincenzo Auletta 1 L Unità Centrale di Elaborazione L Unità Centrale di Elaborazione (Central Processing Unit) è il cuore di computer e notebook

Dettagli

Schedulazione dinamica. Elettronica dei Calcolatori 1

Schedulazione dinamica. Elettronica dei Calcolatori 1 Schedulazione dinamica Elettronica dei Calcolatori 1 Schedulazione dinamica delle operazioni Impossibile risolvere tutti i conflitti staticamente I possibile predire tutti i salti condizionati HW fa durante

Dettagli

PLC Programmable Logic Controller

PLC Programmable Logic Controller PLC Programmable Logic Controller Sistema elettronico, a funzionamento digitale, destinato all uso in ambito industriale, che utilizza una memoria programmabile per l archiviazione di istruzioni orientate

Dettagli

Sommario Introduzione al linguaggio Assembly. Calcolatori Elettronici Prof. Gian Luca Marcialis. Le operazioni fondamentali

Sommario Introduzione al linguaggio Assembly. Calcolatori Elettronici Prof. Gian Luca Marcialis. Le operazioni fondamentali Prof. Gian Luca Marcialis Corso di Laurea di Ingegneria Elettronica Capitolo 5 Linguaggio Assembly Fonti principali: Patterson, A.D., Hennessy, J., "Struttura, organizzazione e progetto dei calcolatori

Dettagli

Il processore - CPU. PDF created with pdffactory trial version www.pdffactory.com

Il processore - CPU. PDF created with pdffactory trial version www.pdffactory.com Il processore - CPU (CENTRAL PROCESSING UNIT) Funzionamento o Programmi e dati risiedono in file memorizzati in memoria secondaria. o Per essere eseguiti (i programmi) e usati (i dati) vengono copiati

Dettagli

INFORMATICA CORSO DI INFORMATICA DI BASE ANNO ACCADEMICO 2015/2016 DOCENTE: SARRANTONIO ARTURO

INFORMATICA CORSO DI INFORMATICA DI BASE ANNO ACCADEMICO 2015/2016 DOCENTE: SARRANTONIO ARTURO INFORMATICA CORSO DI INFORMATICA DI BASE ANNO ACCADEMICO 2015/2016 DOCENTE: SARRANTONIO ARTURO PROGRAMMA Descrizione funzionale di un calcolatore elementare, COS'E' UN ELETTRONICO HARDWARE SOFTWARE HARDWARE

Dettagli

Von Neumann. John Von Neumann (1903-1957)

Von Neumann. John Von Neumann (1903-1957) Linguaggio macchina Von Neumann John Von Neumann (1903-1957) Inventore dell EDVAC (Electronic Discrete Variables AutomaFc Computer), la prima macchina digitale programmabile tramite un soiware basata su

Dettagli

CALCOLATORI ELETTRONICI 31 marzo 2015

CALCOLATORI ELETTRONICI 31 marzo 2015 CALCOLATORI ELETTRONICI 31 marzo 2015 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere nome, cognome e matricola chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1. Tradurre in linguaggio assembly MIPS il seguente frammento di

Dettagli

Ciclo di Istruzione. Ciclo di Istruzione. Controllo. Ciclo di Istruzione (diagramma di flusso) Lezione 5 e 6

Ciclo di Istruzione. Ciclo di Istruzione. Controllo. Ciclo di Istruzione (diagramma di flusso) Lezione 5 e 6 Ciclo di Istruzione Può essere suddiviso in 4 tipi di sequenze di microoperazioni (cioè attività di calcolo aritmetico/logico, trasferimento e memorizzazione dei dati), non tutte necessariamente da realizzare

Dettagli

Laboratorio di Informatica Corso di Laurea in Matematica A.A. 2007/2008

Laboratorio di Informatica Corso di Laurea in Matematica A.A. 2007/2008 Laboratorio di Informatica Corso di Laurea in Matematica A.A. 2007/2008 Dott.Davide Di Ruscio Dipartimento di Informatica Università degli Studi di L Aquila Lezione del 11/01/08 Nota Questi lucidi sono

Dettagli

CALCOLATORI ELETTRONICI 15 aprile 2014

CALCOLATORI ELETTRONICI 15 aprile 2014 CALCOLATORI ELETTRONICI 15 aprile 2014 NOME: COGNOME: MATR: Scrivere nome, cognome e matricola chiaramente in caratteri maiuscoli a stampa 1 Di seguito è riportato lo schema di una ALU a 32 bit in grado

Dettagli