IL DSP - Digital Signal Processor
|
|
- Gerardo Valenti
- 8 anni fa
- Visualizzazioni
Transcript
1 IL DSP - Digital Signal Processor Processore dei segnali digitali 1. Generalità Il Digital Signal Processor (DSP, processore di segnali digitali) è un particolare tipo di microprocessore, ottimizzato per eseguire in maniera estremamente efficiente sequenze di istruzioni molto ricorrenti. I DSP sono classificati a seconda dell'ampiezza e del tipo di dato che sono in grado di processare: si parla ad esempio di DSP a 32 bit, 24 bit, 16 bit, con aritmetica a virgola fissa o mobile. Ogni DSP è adatto ad applicazioni specifiche: ad esempio, i DSP a 16 bit a virgola fissa sono impiegati per il condizionamento di segnali vocali e trovano il loro principale campo di applicazione nella telefonia (fissa e mobile), mentre i DSP a 32-bit in virgola mobile, avendo una dinamica molto superiore, sono principalmente impiegati nell' elaborazione di immagini e nella grafica tridimensionale. Altri campi di applicazione sono la robotica, i sistemi wireless, la navigazione, i radar, i GPS, l elaborazione audio, gli algoritmi nel dominio delle frequenze. I processori DSP possono essere raggruppati in due distinte categorie: 1. virgola mobile (floating-point); 2. virgola fissa (fixed-point). I DSP a virgola fissa hanno un costo minore perché richiedono un numero minore di silicio e presentano un numero inferiore di pin. La frequenza di clock è elevata e permettono risposte molto rapide. E importante però notare che la frequenza di clock elevata non garantisce a priori elevata velocità in quanto bisogna anche considerare quante istruzioni si riescono ad eseguire per periodo di clock. L inconveniente dell architettura a virgola fissa è dato dall overflow: infatti, se consideriamo un processore a 16 bit possiamo rappresentare ad esempio i numeri tra a , con precisione di pari a 1. Pertanto, sono utilizzati dove è limitata la dinamica dei valori da trattare. I DSP a virgola mobile, sono più recenti ed esprimono i numeri impiegando una mantissa combinata con un esponente. Questo metodo di rappresentazione comporta una serie di vantaggi: intervallo di rappresentazione dei dati dinamico, errore relativamente piccolo, bassa probabilità che occorra l overflow. Permettono l uso di linguaggi ad alto livello e possono essere utilizzati quando sono richieste grandi quantità di memoria. Hanno però lo svantaggio di avere un costo maggiore rispetto ai DSP a virgola fissa. Il primo DSP lanciato sul mercato nel 1978 è stato l'intel 2920 e i suoi 2.5 MIPS (milioni di istruzioni per secondo) effettivi erano all'epoca una velocità altissima. Pag 1 di 6
2 2. Architettura I DSP sono caratterizzati da una architettura di Harvard e dalla presenza di un moltiplicatore accumulatore hardware (MAC). L'architettura Harvard è un'architettura che separa la memorizzazione dei dati da quella delle istruzioni. Il processore è quindi in grado di accedere in modo indipendente a dati e istruzioni, permettendo in questo modo un considerevole aumento della velocità di elaborazione. Questo aumento viene però compensato dalla presenza di circuiti più complessi all'interno del processore. ALU Memoria PROGRAMMI Unità di controllo Memoria DATI I/0 Le caratteristiche generalmente comuni ai diversi processori progettati secondo un'architettura Harvard sono quelle di seguito riportate: 1. doppio spazio di memoria (uno per i dati ed uno per le istruzioni del programma); 2. doppio bus (uno per l area dati ed uno per le istruzioni del programma); 3. unità aritmetico logica centrale; 4. unità aritmetico logica secondaria usata mentre è occupata l'unita' centrale; 5. porta seriale per comunicazioni ad alta velocità con eventuali altri DSP; 6. implementazione della memoria sul chip per evitare i frequenti accessi alla memoria esterna che rallenterebbero l'intero sistema. 3. Il moltiplicatore-accumulatore (MAC) I DSP devono comunemente svolgere un numero molto elevato di moltiplicazioni e addizioni, perché la maggior parte degli algoritmi per l'elaborazione dei segnali richiedono un operazione di moltiplicazione ed addizione cosi schematizzata: ( A * B ) + C. Questa operazione è tipicamente menzionata col nome MAC (Multiply ACcumulate). Nei processori general purpose la funzione di addizione (e sottrazione) non comporta grossi sforzi realizzativi (a livello hardware) e può essere eseguita in un singolo ciclo di clock mentre la funzione di moltiplicazione necessita di alcune centinaia di cicli di clock, poiché può essere vista come una serie di funzioni di addizione. Pag 2 di 6
3 I DSP implementano a livello hardware una funzione che realizza la moltiplicazione tra due numeri in un singolo ciclo di clock e completano il loro compito con un'addizione aggiuntiva, realizzando cosi l'operazione MAC in un solo ciclo di clock. Per effettuare questa operazione il DSP si avvale appunto del MAC, una circuiteria specifica in grado di eseguire moltiplicazioni e somme in tempi molto brevi. Le operazioni all interno MAC sono eseguite a 32 bit per evitare le conseguenze dell arrotondamento. I risultati delle moltiplicazioni sono sommati e accumulati nell accumulatore, da cui passano al bus dati tramite il registro di uscita. Lo schema a blocchi del MAC è riportato nella seguente figura. Dato A Dato B Registro A Registro B Moltiplicatore Registro Accumulatore Registro Uscita 4. Differenti tipologie di DSP DSP convenzionali Sono basati su una architettura di tipo tradizionale, caratterizzata dalla presenza di una memoria dati, da una memoria programma e da un moltiplicatore accumulatore. Hanno un basso costo e bassi consumi e sono utilizzati in quelle applicazioni che richiedono velocità operative non elevate e funzioni non complesse. A questa categoria appartengono i seguenti tipi: - TMS320C5X della Texas Instruments; - ADSP21XX dell Analog Devices; - DSP560XX della Motorola. DSP enhanced-conventional Sono un potenziamento dei DSP convenzionali, ottenuto senza introdurre innovazioni strutturali. Hanno un più ampio bus dati, maggiore memoria, set di istruzioni più ricco, istruzioni cache (utilizzo di una memoria ad accesso rapido), unità di calcolo parallelo, bassa potenza dissipata. Un esempio è la famiglia TMS320C54X. DSP multi-issue Sono caratterizzati da tecniche di elaborazione parallele che consentono un aumento delle prestazioni del DSP. Le tecniche più utilizzate sono le seguenti: 1. architettura VLIW (very large instruction word): così detta perché impiega ampie istruzioni, dove ogni istruzione è l insieme di istruzioni più brevi, che sono eseguite contemporaneamente in unità multiple. Pag 3 di 6
4 2. architettura superscalare: è caratterizzata dall avere più unità di esecuzione e quindi diverse istruzioni eseguite contemporaneamente; è durante l esecuzione del programma che si stabilisce quali istruzioni devono essere eseguite contemporaneamente; 3. architettura SIMD (single instruction multiple data): è caratterizzata dall avere istruzioni singole che possono operare su più dati, permettendo così l elaborazione di blocchi di dati; è realizzata con diverse unità di esecuzione e diversi bus dati. 5. Programmazione software Per la programmazione dei DSP si usa comunemente il linguaggio assembler, il linguaggio C o una combinazione di entrambi. Il linguaggio assembler permette di avere una maggiore velocità di esecuzione dei programmi ed è quindi utilizzato quando la frequenza di campionamento è elevata oppure quando è necessario eseguire molte operazioni in poco tempo. Il linguaggio C, essendo ad alto livello e strutturato, consente di facilitare la stesura e la comprensione del programma e di adattare in modo relativamente facile il programma scritto a diversi tipi di DSP. Quando si vuole conciliare la velocità di esecuzione con la facilità di lettura si usano entrambi i linguaggi, limitando l uso dell assembler alle soli parti di programma che richiedono alta velocità. 6. Caratteristiche di un DSP: TMS320C50 Il TMS320C50 è un DSP a 16 bit in virgola fissa con caratteristiche tali di performance, memoria e gestione della potenza che lo hanno reso uno standard industriale. Lo schema a blocchi è quello seguente. PROGRAM DATA RAM PROGRAM ROM SCAN-BASED EMULATION POWER MANAGMENT MULTIPLIER 16 x 16 ACCUMULATOR STATUS REGISTER ARITMETIC LOGIC UNIT ARUXLIARY REGISTER PARALLEL LOGIC UNIT SERIAL PORT PARALLEL PORT TDM TIMER SW WAITS Program/Data RAM e Program ROM La figura che segue mostra l organizzazione della memoria in due aree distinte e separate: sezione programmi e sezione dati. La sezione dedicata alle istruzioni del programma inizia con il Bootloader che carica sulla memoria Program/Data RAM un BUS Pag 4 di 6
5 programma nominato Kernel che permette l'inizializzazione della comunicazione con l'host PC tramite la porta seriale RS232. Alcune sezioni della memoria possono essere configurate sia per contenere dati sia istruzioni del programma, rendendo in tal modo il sistema adattabile alle diverse caratteristiche dei programmi. Se un programma necessita di un gran numero di dati, si alloca più memoria per essi e meno per le istruzioni, nel caso contrario si adotta la soluzione duale. Multiplier (16x16) Veloce moltiplicatore in virgola fissa che effettua con grande efficienza le fondamentali operazioni per l'elaborazione dei segnali digitali. Esegue una moltiplicazione tra due numeri binari di 16 bit restituendo un numero binario a 32 bit con segno. Unità Aritmetico Logica (ALU) L'ALU a 32 bit unitamente al registro accumulatore si comporta in modo analogo ad un processore general purpose che esegue operazioni aritmetiche (addizione e sottrazione) e operazioni logiche (and e or). L'uscita dell'unita' aritmetico logica è passata all'accumulatore. Shifter Esegue lo shift destro e sinistro, ponendo i bit meno significativi col valore zero. Accumulatore L'accumulatore è un registro general purpose a 32 bit completo di buffer. È utilizzato dal moltiplicatore, dalla memoria, dall'alu e dallo shifter per una spedita memorizzazione dei dati. Registri ausiliari Questo modello di DSP è dotato di otto registri ausiliari che possono essere configurati come registri di memorizzazione temporanei o come registri per l'indirizzamento indiretto. Registri di stato e controllo Sono quattro e servono per governare le funzionalità del processore. PLU (Parallel Logic Unit) L unità logica parallela effettua operazioni sui dati senza influire sul contenuto del registro accumulatore. Emulazione Scan-Based La logica di scansione è usata solo per scopi di test ed emulazione e può essere usata per testare la connettività pin a pin ed anche test su dispositivi periferici. Porta seriale La porta seriale di I/O connette il processore con i dispositivi esterni ad esso, quali ad esempio convertitori A/D o D/A, frequentemente utilizzati nelle applicazioni con DSP. TDM (Time Division Multiplexed) Pag 5 di 6
6 La TDM costituisce una porta seriale usata per i sistemi multi-processori. Essa consente la comunicazione con un massimo d'altri sette processori TMS320C50. Timer Il processore incorpora un circuito temporizzatore programmabile dall'utente. Stati d attesa software La possibilità di generare stati d'attesa via software permette di interfacciarsi ai dispositivi di memoria più lenti senza il bisogno di un hardware esterno Porte parallele di I/O Il processore TMS320C50 possiede 64K di porte parallele I/O indirizzabili. Gestione della potenza Il processore riesce a gestire il consumo d'energia elettrica in modo intelligente, portandosi in uno stato inattivo quando esso non è usato, caratteristica di fondamentale importanza per aumentare in modo considerevole la vita delle batterie d'alimentazione. Pag 6 di 6
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
DettagliIl 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
Dettagliintroduzione I MICROCONTROLLORI
introduzione I MICROCONTROLLORI Definizione Un microcontrollore è un dispositivo elettronico programmabile Può svolgere autonomamente diverse funzioni in base al programma in esso implementato Non è la
DettagliUn circuito integrato è una piastrina di silicio (o chip), quadrata o rettangolare, sulla cui superficie vengono realizzati e collegati
Il Livello LogicoDigitale i Blocchi funzionali combinatori Circuiti integrati Un circuito integrato è una piastrina di silicio (o chip), quadrata o rettangolare, sulla cui superficie vengono realizzati
DettagliCPU. 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
DettagliArchitettura 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
DettagliStruttura 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
DettagliEsame 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
DettagliIntroduzione. Classificazione di Flynn... 2 Macchine a pipeline... 3 Macchine vettoriali e Array Processor... 4 Macchine MIMD... 6
Appunti di Calcolatori Elettronici Esecuzione di istruzioni in parallelo Introduzione... 1 Classificazione di Flynn... 2 Macchine a pipeline... 3 Macchine vettoriali e Array Processor... 4 Macchine MIMD...
DettagliArchitetture DSP. Capitolo 6
Capitolo 6 Architetture DSP Un convertitore analogico-digitale (ADC) trasforma un segnale a tempo continuo in una sequenza di bit; viceversa un convertitore digitale-analogico (DAC) trasforma una sequenza
DettagliDispensa di Informatica I.1
IL COMPUTER: CONCETTI GENERALI Il Computer (o elaboratore) è un insieme di dispositivi di diversa natura in grado di acquisire dall'esterno dati e algoritmi e produrre in uscita i risultati dell'elaborazione.
DettagliValutazione delle Prestazioni. Valutazione delle Prestazioni. Architetture dei Calcolatori (Lettere. Tempo di risposta e throughput
Valutazione delle Prestazioni Architetture dei Calcolatori (Lettere A-I) Valutazione delle Prestazioni Prof. Francesco Lo Presti Misura/valutazione di un insieme di parametri quantitativi per caratterizzare
DettagliSISTEMI DI NUMERAZIONE E CODICI
SISTEMI DI NUMERAZIONE E CODICI Il Sistema di Numerazione Decimale Il sistema decimale o sistema di numerazione a base dieci usa dieci cifre, dette cifre decimali, da O a 9. Il sistema decimale è un sistema
DettagliInformatica di base. Hardware: CPU SCHEDA MADRE. Informatica Hardware di un PC Prof. Corrado Lai
Informatica di base Hardware: CPU SCHEDA MADRE HARDWARE DI UN PC 2 Hardware (parti fisiche) Sono le parti fisiche di un Personal Computer (processore, scheda madre, tastiera, mouse, monitor, memorie,..).
DettagliC. 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
DettagliSistemi Elettronici #1. Sistemi Elettronici. Definizioni e concetti generali. Sistemi Elettronici Laurea Triennale in Elettronica A.A.
Sistemi Elettronici Definizioni e concetti generali Concetti generali Il microcontrollore è un dispositivo che raggruppa su un unico chip un processore ed un insieme di dispositivi CPU Memoria RAM Memoria
DettagliArchitettura 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
DettagliQuinto 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
DettagliIl 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
DettagliCalcolatori 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
Dettagli1.4a: 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
DettagliCalcolo numerico e programmazione Architettura dei calcolatori
Calcolo numerico e programmazione Architettura dei calcolatori Tullio Facchinetti 30 marzo 2012 08:57 http://robot.unipv.it/toolleeo Il calcolatore tre funzionalità essenziali:
DettagliArchitettura (10/9/2003) Pag. 1/6. Cognome e Nome (in stampatello):
Architettura (10/9003) Pag. 1/6 Esame di Architettura (matr.0-1) del 10/9003 Per Fondamenti di Architettura NON rispondere Per le domande a risposta multipla cerchiare la risposta scelta. Non alle domande
DettagliElettronica dei Sistemi Programmabili
Elettronica dei Sistemi Programmabili Introduzione Stefano Salvatori Università degli Studi Roma Tre (stefano.salvatori@uniroma3.it) Università degli Studi Roma Tre Elettronica dei Sistemi Programmabili
DettagliLogica e codifica binaria dell informazione
Politecnico di Milano Corsi di Laurea in Ingegneria Matematica e Ingegneria Fisica Dipartimento di Elettronica ed Informazione Logica e codifica binaria dell informazione Anno Accademico 2002 2003 L. Muttoni
DettagliLaboratorio 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:
DettagliDigital Signal Processors
Politecnico di Milano Digital Signal Processors Mariagiovanna Sami Le classi di CPU Di tipo generale ad alte prestazioni: Usate per sw di tipo generale Sistemi operativi pesanti - UNIX, NT Workstations,
DettagliPrestazioni CPU Corso di Calcolatori Elettronici A 2007/2008 Sito Web:http://prometeo.ing.unibs.it/quarella Prof. G. Quarella prof@quarella.
Prestazioni CPU Corso di Calcolatori Elettronici A 2007/2008 Sito Web:http://prometeo.ing.unibs.it/quarella Prof. G. Quarella prof@quarella.net Prestazioni Si valutano in maniera diversa a seconda dell
DettagliPROVA INTRACORSO TRACCIA A Pagina 1 di 6
PROVA INTRACORSO DI ELEMENTI DI INFORMATICA MATRICOLA COGNOME E NOME TRACCIA A DOMANDA 1 Calcolare il risultato delle seguenti operazioni binarie tra numeri interi con segno rappresentati in complemento
DettagliArchitettura di un calcolatore
2009-2010 Ingegneria Aerospaziale Prof. A. Palomba - Elementi di Informatica (E-Z) 7 Architettura di un calcolatore Lez. 7 1 Modello di Von Neumann Il termine modello di Von Neumann (o macchina di Von
DettagliCorso 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
DettagliSoftware di sistema e software applicativo. I programmi che fanno funzionare il computer e quelli che gli permettono di svolgere attività specifiche
Software di sistema e software applicativo I programmi che fanno funzionare il computer e quelli che gli permettono di svolgere attività specifiche Software soft ware soffice componente è la parte logica
DettagliInput/Output. Moduli di Input/ Output. gestiscono quantità di dati differenti a velocità diverse in formati diversi. n Grande varietà di periferiche
Input/Output n Grande varietà di periferiche gestiscono quantità di dati differenti a velocità diverse in formati diversi n Tutti più lenti della CPU e della RAM n Necessità di avere moduli di I/O Moduli
DettagliL 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
DettagliVari tipi di computer
Hardware Cos è un computer? Un computer è un elaboratore di informazione. Un computer: riceve informazione in ingresso (input) elabora questa informazione Può memorizzare (in modo temporaneo o permanente)
DettagliSTRUTTURE 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
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI A cura di Luca Orrù. Lezione n.7. Il moltiplicatore binario e il ciclo di base di una CPU
Lezione n.7 Il moltiplicatore binario e il ciclo di base di una CPU 1 SOMMARIO Architettura del moltiplicatore Architettura di base di una CPU Ciclo principale di base di una CPU Riprendiamo l analisi
DettagliIntroduzione all'architettura dei Calcolatori
Introduzione all'architettura dei Calcolatori Introduzione Che cos è un calcolatore? Come funziona un calcolatore? è possibile rispondere a queste domande in molti modi, ciascuno relativo a un diverso
DettagliInformatica. Rappresentazione dei numeri Numerazione binaria
Informatica Rappresentazione dei numeri Numerazione binaria Sistemi di numerazione Non posizionali: numerazione romana Posizionali: viene associato un peso a ciascuna posizione all interno della rappresentazione
DettagliArchitettura dei computer
Architettura dei computer In un computer possiamo distinguere quattro unità funzionali: il processore (CPU) la memoria principale (RAM) la memoria secondaria i dispositivi di input/output Il processore
Dettagli8 Microcontrollori PIC
8 Microcontrollori PIC 8.1 Descrizione generale Un microcontrollore è un dispositivo elettronico che opportunamente programmato è in grado di svolgere diverse funzioni in modo autonomo. Essenzialmente
DettagliMemorie ROM (Read Only Memory)
Memorie ROM (Read Only Memory) Considerando la prima forma canonica, la realizzazione di qualsiasi funzione di m variabili richiede un numero di porte AND pari al numero dei suoi mintermini e di prolungare
DettagliLa 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.
DettagliIl calcolatore elettronico. Parte dei lucidi sono stati gentilmente forniti dal Prof. Beraldi
Il calcolatore elettronico Parte dei lucidi sono stati gentilmente forniti dal Prof. Beraldi Introduzione Un calcolatore elettronico è un sistema elettronico digitale programmabile Sistema: composto da
DettagliDispositivi di rete. Ripetitori. Hub
Ripetitori Dispositivi di rete I ripetitori aumentano la distanza che può essere ragginta dai dispositivi Ethernet per trasmettere dati l'uno rispetto all'altro. Le distanze coperte dai cavi sono limitate
Dettagli(71,1), (35,1), (17,1), (8,1), (4,0), (2,0), (1,0), (0,1) 0, 7155 2 = 1, 431 0, 431 2 = 0, 862 0, 896 2 = 1, 792 0, 724 2 = 1, 448 0, 448 2 = 0, 896
2 Esercizio 2.2 La rappresentazione esadecimale prevede 16 configurazioni corrispondenti a 4 bit. Il contenuto di una parola di 16 bit può essere rappresentato direttamente con 4 digit esadecimali, sostituendo
DettagliLaboratorio di Informatica
per chimica industriale e chimica applicata e ambientale LEZIONE 4 - parte II La memoria 1 La memoriaparametri di caratterizzazione Un dato dispositivo di memoria è caratterizzato da : velocità di accesso,
DettagliDMA Accesso Diretto alla Memoria
Testo di rif.to: [Congiu] - 8.1-8.3 (pg. 241 250) 08.a DMA Accesso Diretto alla Memoria Motivazioni Organizzazione dei trasferimenti DMA Arbitraggio del bus di memoria Trasferimento di un blocco di dati
DettagliCodifica binaria dei numeri
Codifica binaria dei numeri Caso più semplice: in modo posizionale (spesso detto codifica binaria tout court) Esempio con numero naturale: con 8 bit 39 = Codifica in virgola fissa dei numeri float: si
DettagliINTRODUZIONE ALL' INFORMATICA
INTRODUZIONE ALL' INFORMATICA Gruppo MMP: Andrea Portugalli, Matteo montagna Luca Marazzina Anno2014 1 Informatica 1.1 informatica 1.2 sistema di elaborazione 1.3 componenti di un sistema 2 Hardware 2.1
DettagliIntroduzione alle tecnologie informatiche. Strumenti mentali per il futuro
Introduzione alle tecnologie informatiche Strumenti mentali per il futuro Panoramica Affronteremo i seguenti argomenti. I vari tipi di computer e il loro uso Il funzionamento dei computer Il futuro delle
DettagliIl microprocessore 8086
1 Il microprocessore 8086 LA CPU 8086 Il microprocessore 8086 fa parte della famiglia 80xxx della INTEL. Il capostipite di questa famiglia è stato l 8080, un microprocessore ad 8 bit che ha riscosso un
DettagliCLASSE III A I.T.I. (ABACUS) SISTEMI DI ELABORAZIONE E TRASMISSIONE DEI DATI VERIFICA DI RECUPERO
CLASSE III A I.T.I. (ABACUS) SISTEMI DI ELABORAZIONE E TRASMISSIONE DEI DATI VERIFICA DI RECUPERO 1 Domanda [1 punto] Dato il formato in virgola mobile su 32 bit così definito (precisione singola): o 1
DettagliOperazioni Aritmetiche e Codici in Binario Giuseppe Talarico 23/01/2013
Operazioni Aritmetiche e Codici in Binario Giuseppe Talarico 23/01/2013 In questo documento vengono illustrate brevemente le operazioni aritmetiche salienti e quelle logiche ad esse strettamente collegate.
DettagliL 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
DettagliPLC 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
DettagliL informatica INTRODUZIONE. L informatica. Tassonomia: criteri. È la disciplina scientifica che studia
L informatica È la disciplina scientifica che studia INTRODUZIONE I calcolatori, nati in risposta all esigenza di eseguire meccanicamente operazioni ripetitive Gli algoritmi, nati in risposta all esigenza
DettagliTesti di Esercizi e Quesiti 1
Architettura degli Elaboratori, 2009-2010 Testi di Esercizi e Quesiti 1 1. Una rete logica ha quattro variabili booleane di ingresso a 0, a 1, b 0, b 1 e due variabili booleane di uscita z 0, z 1. La specifica
DettagliLa 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
DettagliI Thread. I Thread. I due processi dovrebbero lavorare sullo stesso testo
I Thread 1 Consideriamo due processi che devono lavorare sugli stessi dati. Come possono fare, se ogni processo ha la propria area dati (ossia, gli spazi di indirizzamento dei due processi sono separati)?
DettagliTecniche per il progetto di sistemi elettronici tolleranti ai guasti
Tecniche per il progetto di sistemi elettronici tolleranti ai guasti Fulvio Corno, Maurizio Rebaudengo, Matteo Sonza Reorda Politecnico di Torino Dipartimento di Automatica e Informatica Le tecniche di
DettagliInformatica - A.A. 2010/11
Ripasso lezione precedente Facoltà di Medicina Veterinaria Corso di laurea in Tutela e benessere animale Corso Integrato: Matematica, Statistica e Informatica Modulo: Informatica Esercizio: Convertire
DettagliApproccio stratificato
Approccio stratificato Il sistema operativo è suddiviso in strati (livelli), ciascuno costruito sopra quelli inferiori. Il livello più basso (strato 0) è l hardware, il più alto (strato N) è l interfaccia
DettagliARCHITETTURE MICROPROGRAMMATE. 1. Necessità di un architettura microprogrammata 1. Cos è un architettura microprogrammata? 4
ARCHITETTURE MICROPROGRAMMATE. 1 Necessità di un architettura microprogrammata 1 Cos è un architettura microprogrammata? 4 Struttura di una microistruzione. 5 Esempi di microprogrammi 9 Esempio 1 9 Esempio
DettagliUniversità di Roma Tor Vergata Corso di Laurea triennale in Informatica Sistemi operativi e reti A.A. 2013-14. Pietro Frasca.
Università di Roma Tor Vergata Corso di Laurea triennale in Informatica Sistemi operativi e reti A.A. 2013-14 Pietro Frasca Lezione 11 Martedì 12-11-2013 1 Tecniche di allocazione mediante free list Generalmente,
DettagliSISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI Prof. Andrea Borghesan venus.unive.it/borg borg@unive.it Ricevimento: martedì, 12.00-13.00. Dip. Di Matematica Modalità esame: scritto + tesina facoltativa 1
DettagliRappresentazione dei numeri in un calcolatore
Corso di Calcolatori Elettronici I A.A. 2010-2011 Rappresentazione dei numeri in un calcolatore Lezione 2 Università degli Studi di Napoli Federico II Facoltà di Ingegneria Rappresentazione dei numeri
DettagliSistemi Operativi IMPLEMENTAZIONE DEL FILE SYSTEM. D. Talia - UNICAL. Sistemi Operativi 9.1
IMPLEMENTAZIONE DEL FILE SYSTEM 9.1 Implementazione del File System Struttura del File System Implementazione Implementazione delle Directory Metodi di Allocazione Gestione dello spazio libero Efficienza
DettagliLezione 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:
DettagliCALCOLATORI ELETTRONICI A cura di Luca Orrù. Lezione n.6. Unità di controllo microprogrammata
Lezione n.6 Unità di controllo microprogrammata 1 Sommario Unità di controllo microprogrammata Ottimizzazione, per ottimizzare lo spazio di memoria occupato Il moltiplicatore binario Esempio di architettura
DettagliFONDAMENTI di INFORMATICA L. Mezzalira
FONDAMENTI di INFORMATICA L. Mezzalira Possibili domande 1 --- Caratteristiche delle macchine tipiche dell informatica Componenti hardware del modello funzionale di sistema informatico Componenti software
DettagliOrganizzazione della memoria
Memorizzazione dati La fase di codifica permette di esprimere qualsiasi informazione (numeri, testo, immagini, ecc) come stringhe di bit: Es: di immagine 00001001100110010010001100110010011001010010100010
DettagliAritmetica dei Calcolatori 1
Architettura degli Elaboratori e Laboratorio 1 Marzo 2013 1 Sistema di numerazione sistema posizionale 2 rappresentazione binaria cambio di base basi potenze di 2 3 Rappresentazione binaria con segno Sistema
DettagliArchitettura di un sistema di calcolo
Richiami sulla struttura dei sistemi di calcolo Gestione delle Interruzioni Gestione della comunicazione fra processore e dispositivi periferici Gerarchia di memoria Protezione. 2.1 Architettura di un
DettagliI componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit)
I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit) I componenti di un Sistema di elaborazione. CPU (central process unit) La C.P.U. è il dispositivo che esegue materialmente gli ALGORITMI.
DettagliLABORATORIO DI SISTEMI
ALUNNO: Fratto Claudio CLASSE: IV B Informatico ESERCITAZIONE N : 1 LABORATORIO DI SISTEMI OGGETTO: Progettare e collaudare un circuito digitale capace di copiare le informazioni di una memoria PROM in
DettagliInformatica B a.a 2005/06 (Meccanici 4 squadra) PhD. Ing. Michele Folgheraiter
Informatica B a.a 2005/06 (Meccanici 4 squadra) Scaglione: da PO a ZZZZ PhD. Ing. Michele Folgheraiter Architettura del Calcolatore Macchina di von Neumann Il calcolatore moderno è basato su un architettura
DettagliCorso di Informatica Generale (C. L. Economia e Commercio) Ing. Valerio Lacagnina Rappresentazione in virgola mobile
Problemi connessi all utilizzo di un numero di bit limitato Abbiamo visto quali sono i vantaggi dell utilizzo della rappresentazione in complemento alla base: corrispondenza biunivoca fra rappresentazione
DettagliCon il termine Sistema operativo si fa riferimento all insieme dei moduli software di un sistema di elaborazione dati dedicati alla sua gestione.
Con il termine Sistema operativo si fa riferimento all insieme dei moduli software di un sistema di elaborazione dati dedicati alla sua gestione. Compito fondamentale di un S.O. è infatti la gestione dell
DettagliNOZIONI ELEMENTARI DI HARDWARE E SOFTWARE
CORSO INTRODUTTIVO DI INFORMATICA NOZIONI ELEMENTARI DI HARDWARE E SOFTWARE Dott. Paolo Righetto 1 CORSO INTRODUTTIVO DI INFORMATICA Percorso dell incontro: 1) Alcuni elementi della configurazione hardware
DettagliIng. Paolo Domenici PREFAZIONE
Ing. Paolo Domenici SISTEMI A MICROPROCESSORE PREFAZIONE Il corso ha lo scopo di fornire i concetti fondamentali dei sistemi a microprocessore in modo semplice e interattivo. È costituito da una parte
DettagliIntroduzione alle misure con moduli multifunzione (DAQ)
Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Firenze Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni Introduzione alle misure con moduli multifunzione (DAQ) Ing. Andrea Zanobini - Maggio 2012 Dipartimento
Dettagli4. Operazioni aritmetiche con i numeri binari
I Numeri Binari 4. Operazioni aritmetiche con i numeri binari Contare con i numeri binari Prima di vedere quali operazioni possiamo effettuare con i numeri binari, iniziamo ad imparare a contare in binario:
Dettagli- Algoritmi ed esecutori di algoritmi - ALGORITMI MACCHINA DI VON NEUMANN
ALGORITMI E MACCHINA DI VON NEUMANN 1 COMPUTER= ELABORATORE NON CERVELLO ELETTRONICO CERVELLO: Capacità decisionali ELABORATORE: Incapacità di effettuare scelte autonome di fronte a situazioni impreviste
DettagliINFORMATICA 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
DettagliSistemi di Numerazione Binaria NB.1
Sistemi di Numerazione Binaria NB.1 Numeri e numerali Numero: entità astratta Numerale : stringa di caratteri che rappresenta un numero in un dato sistema di numerazione Lo stesso numero è rappresentato
DettagliIl sistema di I/O. Hardware di I/O Interfacce di I/O Software di I/O. Introduzione
Il sistema di I/O Hardware di I/O Interfacce di I/O Software di I/O Introduzione 1 Sotto-sistema di I/O Insieme di metodi per controllare i dispositivi di I/O Obiettivo: Fornire ai processi utente un interfaccia
DettagliArchitettura 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
DettagliScheduling della CPU. Sistemi multiprocessori e real time Metodi di valutazione Esempi: Solaris 2 Windows 2000 Linux
Scheduling della CPU Sistemi multiprocessori e real time Metodi di valutazione Esempi: Solaris 2 Windows 2000 Linux Sistemi multiprocessori Fin qui si sono trattati i problemi di scheduling su singola
DettagliArchitettura degli Elaboratori I Esercitazione 1 - Rappresentazione dei numeri
Architettura degli Elaboratori I Esercitazione 1 - Rappresentazione dei numeri 1 Da base 2 a base 10 I seguenti esercizi richiedono di convertire in base 10 la medesima stringa binaria codificata rispettivamente
DettagliIl memory manager. Gestione della memoria centrale
Il memory manager Gestione della memoria centrale La memoria La memoria RAM è un vettore molto grande di WORD cioè celle elementari a 16bit, 32bit, 64bit (2Byte, 4Byte, 8Byte) o altre misure a seconda
DettagliINFORMATICA 1 L. Mezzalira
INFORMATICA 1 L. Mezzalira Possibili domande 1 --- Caratteristiche delle macchine tipiche dell informatica Componenti hardware del modello funzionale di sistema informatico Componenti software del modello
DettagliProgettaz. e sviluppo Data Base
Progettaz. e sviluppo Data Base! Progettazione Basi Dati: Metodologie e modelli!modello Entita -Relazione Progettazione Base Dati Introduzione alla Progettazione: Il ciclo di vita di un Sist. Informativo
DettagliSistemi Operativi IMPLEMENTAZIONE DEL FILE SYSTEM. Implementazione del File System. Struttura del File System. Implementazione
IMPLEMENTAZIONE DEL FILE SYSTEM 9.1 Implementazione del File System Struttura del File System Implementazione Implementazione delle Directory Metodi di Allocazione Gestione dello spazio libero Efficienza
DettagliLa 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
DettagliLezione 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
DettagliCodifica binaria dei numeri relativi
Codifica binaria dei numeri relativi Introduzione All interno di un calcolatore, è possibile utilizzare solo 0 e 1 per codificare qualsiasi informazione. Nel caso dei numeri, non solo il modulo ma anche
DettagliINFORMATICA. Il Sistema Operativo. di Roberta Molinari
INFORMATICA Il Sistema Operativo di Roberta Molinari Il Sistema Operativo un po di definizioni Elaborazione: trattamento di di informazioni acquisite dall esterno per per restituire un un risultato Processore:
DettagliI Digital Signal Processors 1
I Digital Signal Processors 1 martedì 11 aprile 2006 in termini rozzi possiamo definirli come dei microcontrollori ottimizzati per avere prestazioni spinte nella realizzazione di filtri di segnali analogici,
DettagliCorso di Sistemi di Elaborazione delle informazioni
Corso di Sistemi di Elaborazione delle informazioni Sistemi Operativi Francesco Fontanella Complessità del Software Software applicativo Software di sistema Sistema Operativo Hardware 2 La struttura del
Dettagli