2017/2018

2018/2019

DM270

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE E DELL'INFORMAZIONE

INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA

PERCORSO COMUNE

2°

Secondo Semestre (06/03/2019 - 14/06/2019)

12

Italiano

I principi della programmazione.

Il modulo Reti Logiche intende fornire i fondamenti dell'algebra di Boole, i metodi e le tecniche di analisi e di progetto delle reti logiche combinatorie e sequenziali sincrone e asincrone e una descrizione delle funzioni dell'unità aritmetica inquadrate nello scenario dell'architettura di un processore numerico. Esempi applicativi vertono sull'analisi e sintesi di reti logiche e sugli algoritmi per le operazioni aritmetiche in presenza di un addizionatore. Al termine del corso lo studente sarà in grado di analizzare e progettare le reti logiche più comuni e di comprendere le funzioni dell'unità aritmetica e le relative prestazioni.
Il modulo Calcolatori Elettronici intende inoltre introdurre l’architettura dei microprocessori e dei microcalcolatori spiegandone il funzionamento attraverso il linguaggio assemblativo di programmazione. L’insegnamento vuol metter in evidenza le relazioni tra architettura dell’elaboratore e le tecnologie microelettroniche e l’organizzazione del software di base. Esempi applicativi riguardano un linguaggio assemblativo e la messa a punto di semplici programmi in apposito ambiente di sviluppo.

Il corso Reti Logiche e Calcolatori Elettronici si compone di due moduli autonomi.

Modulo Reti Logiche
Sito Web: vision.unipv.it/reti-logiche

Introduzione all'algebra di Boole
Introduzione alla logica e alla teoria degli insiemi; algebra di Boole; espressioni e funzioni booleane; teorema del consenso; forme canoniche; implicanti e implicati; rappresentazione di funzioni booleane; semplificazione di funzioni booleane e funzioni di costo minimo (metodi delle mappe di Karnaugh, di Quine– McCluskey, di Tison e funzione di Petrick).
Le reti combinatorie
Reti combinatorie; variabili logiche e segnali elettrici; componenti elettronici elementari; blocchi funzionali elementari: And, Or, Not, Nor, Nand, Xor. Analisi di reti combinatorie. Sintesi di reti combinatorie. Reti combinatorie elementari: addizionatore, codificatore e decodificatore, multiplexer, ROM. Transitori nelle reti combinatorie: alee statiche.
Le reti sequenziali
Reti sequenziali: stato interno, descrizione di automi a stati finiti, macchine minime; metodo della tabella triangolare, macchine equivalenti e macchine compatibili. Macchine sincrone. Macchine asincrone, corse critiche. Analisi di macchine sequenziali, analisi temporale. Sintesi di macchine sequenziali: assegnazione degli stati. Reti sequenziali notevoli: Latch e Flip–Flop, registri, contatori, riconoscitori di sequenze, sommatori seriale e parallelo.

Modulo Calcolatori Elettronici
Sito Web: gamma.unipv.it

Architettura dei Calcolatori
Hardware, firmware e software. Componenti elettronici di un calcolatore. Unità di memoria e relativa gestione. Unità d’ingresso e d’uscita e relativa gestione. Interruzione. Interconnessione tra unità funzionali: bus.
Architettura di una CPU
Unità funzionali, registri, linguaggio di trasferimento tra registri; unità di controllo, microcomandi, microprogrammazione.
Microprocessore e Linguaggio assemblativo
Microprocessori e sistemi costruiti su microprocessori. Modalità d’indirizzamento istruzioni di un linguaggio assemblativo. Rappresentazione delle informazioni, numeri relativi, conversioni fra le rappresentazioni, numeri reali. Unità aritmetica, sommatore a propazione a anticipazione di riporto. Esempi di programmi scritti in un linguaggio assemblativo.
L’ambiente di sviluppo dei progetti
Assemblatore. Linker-Loader. Simulatore. Esempi di programmi scritti in linguaggio assemblativo e relativa messa a punto mediante l’uso di un simulatore.

Modulo di Reti Logiche:
Lezioni (ore/anno in aula): 45
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0
Modulo Calcolatori Elettronici:
Lezioni (ore/anno in aula): 37,5
Esercitazioni (ore/anno in aula): 12,5
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

La prima citazione è relativa al modulo Reti Logiche; la successiva al modulo Calcolatori Elettronici
M. Morris Mona, Charles R. Kime. Reti Logiche. Pearson -Prentice Hall, 2008. Traduzione del testo in inglese: M. Morris Mona, Charles R. Kime, “Logic and Computer Design Fundamentals” Pearson -Prentice Hall, 2008, IV edition .
Patterson D.A., Hennesy J.L.. Struttura e progetto dei calcolatori (con CD ROM)-Interfaccia hardware e software. Zanichelli, 2015, Bologna, IV edizione. Traduzione del testo in inglese: David A. Patterson, John L. Hennessy, “Computer Organization and Design” Elsevier – Morgan Kaufmann, 2014, V edition.

Il modulo di Reti Logiche prevede una prova scritta, superata la quale può essere richiesta una verifica orale conclusiva. Il modulo di Calcolatori Elettronici prevede una prova di teoria in cui il candidato approfondisce argomenti trattati nel corso e una prova pratica in cui viene valutata la capacità del candidato di utilizzare gli strumenti di sviluppo messi a disposizione e usati durante il corso. Per questo modulo la valutazione è ottenuta come media aritmetica dei voti conseguiti nella prova di teoria, con peso 2/3, e nella prova pratica, con peso 1/3, a condizione che ambo le valutazioni siano sufficienti. Il voto conclusivo, al superamento di ambo le prove, è stabilito a partire dalle valutazioni parziali conseguite.

Il modulo di Reti Logiche prevede una prova scritta, superata la quale può essere richiesta una verifica orale conclusiva. Il modulo di Calcolatori Elettronici prevede una prova di teoria in cui il candidato approfondisce argomenti trattati nel corso e una prova pratica in cui viene valutata la capacità del candidato di utilizzare gli strumenti di sviluppo messi a disposizione e usati durante il corso. Per questo modulo la valutazione è ottenuta come media aritmetica dei voti conseguiti nella prova di teoria, con peso 2/3, e nella prova pratica, con peso 1/3, a condizione che ambo le valutazioni siano sufficienti. Il voto conclusivo, al superamento di ambo le prove, è stabilito a partire dalle valutazioni parziali conseguite.