Architettura degli elaboratori

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1 Architettura degli elaboratori Ottavio D Antona dantona@di.unimi.it Maria Luisa Damiani damiani@di.unimi.it Dipartimento di Informatica Università degli Studi di Milano Architettura degli Elaboratori - 6 cfu Ambito Corsi di Laurea Triennale in: Informatica Musicale, Informatica per la Comunicazione Digitale Orario lezione Mercoledi Aula Beta Giovedì 15:30-17:30 Aula Beta Organizzazione del corso Parte 1 : Maria Luisa Damiani Parte 2: Ottavio D Antona Orario di ricevimento Su appuntamento ( ) 1

2 Materiale didattico e modalità d esame Slides e appunti Lucidi delle lezioni (per parte 1 e parte 2): Sito del corso: Sezione riservata. Nome utente: gis7, passwd: sql07sql Testi di riferimento Parte 1) S. Harris, D. Harris Digital design and Computer Architecture Morgan Kaufmann, 2016 Parte 2) D.A. Patterson, J.L. Hennessy Struttura e Progetto dei Calcolatori Zanichelli, 2006 Modalità d esame: prova scritta Obiettivi del corso Che cos è l Informatica? La disciplina che studia il trattamento automatico (elaborazione) delle informazioni Il concetto di informazione viene usato in Informatica con significati diversi. In questo corso, si parla di informazione per indicare tutto quello che può essere espresso usando un insieme di simboli di un alfabeto, ad esempio numeri, parole, etc... Il calcolatore (computer, elaboratore) è la macchina per il trattamento automatico dell informazione. Dispositivo elettronico in grado di risolvere problemi tramite l esecuzione di programmi Obiettivo dell insegnamento: comprensione del funzionamento del computer, in particolare come vengono elaborate le informazioni 2

3 Calcolatore Esistono diverse tipologie, e queste tipologie stanno evolvendo. Le tre classi principali includono : PC, Server, Embedded. Una categoria più recente sono i dispositivi mobili, ad esempio smartphones. Personal computer (PC): singolo utente, costi ridotti, molteplici applicazioni PC IBM (1982), Apple MacIntosh (1984) (cont) Server: computer di grossi dimensioni, serve molteplici utenti, molteplici applicazioni. Due tipologie principali: - Server di fascia inferiore, costo dell ordine di migliaia di Euro - Supercomputer, costo dell ordine di milioni di Euro 3

4 (cont) Calcolatori embedded: un calcolatore posto all interno di un altro dispositivo e usato esclusivamente per eseguire un insieme predefinito di applicazioni. Basso costo, prestazioni limitate Apparecchiature mediche Controllo veicoli Applicazioni industriali... Source: 4

5 Cosa hanno in comune questi diversi calcolatori? Per descrivere sistemi complessi si deve far leva sul meccanismo dell astrazione Identificare le caratteristiche più importanti, tralasciando i dettagli In Informatica, un sistema complesso viene comunemente strutturato in livelli di astrazione. Ad ogni livello, il sistema viene presentato con un diverso grado di dettaglio Il calcolatore: semplice schema Software applicativo Programmi per l utente finale Software di sistema include: - Sistema operativo - Traduttori: compilatore, assemblatore... Hardware: circuiti digitali e componenti fisici 5

6 Hardware Memoria Computer CPU Input Output Processore (CPU) Micro-architetture Reti logiche Relazione fra software e hardware 6

7 Relazione fra software e hardware Relazione fra software e hardware 7

8 Programma del corso 1. Rappresentazione dell informazione 2. Circuiti Circuiti combinatori Circuiti sequenziali 3. Architettura Processore MIPS Linguaggio assembly Micro-architettura del processore MIPS Programma del corso 1. Rappresentazione dell informazione 2. Circuiti Circuiti combinatori Circuiti sequenziali 3. Architettura Processore Linguaggio assembly: introduzione al processore MIPS Micro-architettura del processore MIPS Parte 1 Parte 2 8