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Le lezioni di esercitazione sono riportate in colore rosso. Le slide sono da considerare bozze avanzate fino al giorno della lezione. Le slide in versione definitiva, saranno disponibili sul sito il giorno dopo la lezione.
Approfondimenti sulle esercitazioni possono essere trovati sulla pagina WEB del Dott. Marchi relativa al corso.
| Introduzione | ||
| L_01 | 03/03/2009 | Introduzione. L'architettura di riferimento. Il ciclo di esecuzione di un'istruzione. Storia dell'Elaboratore (ultima modifica 04.03.09). |
| L_02 | 04/03/2009 | Codifica dell'informazione. Operazioni su numeri binari. Le operazioni fondamentali. Rappresentazione binaria dei numeri decimali. Lo standard IEEE754 (ultima modifica 04.03.09). |
| E_01 | 05/03/2009 |
Esercitazione: Operazioni sui numeri binari. Soluzioni (ultima modifica 04.03.08). |
| Logica combinatoria | ||
| L_03 | 06/03/2009 | L'algebra combinatoria: variabili ed operatori. Implementazione circuitale (porte logiche). Dal circuito alla funzione. Algebra Booleana. Le porte universali (ultima modifica 10.03.09). |
| L_04 | 10/03/2009 |
Dalla funzione al circuito. Dalla tabella della verità al circuito: la prima forma canonica. Criteri di ottimalità. Semplificazione algebrica. (ultima modifica 10.03.09). |
| 11/03/2009 | Implementazione circuitale di funzioni logiche mediante PLA e ROM. Maxtermini. Seconda forma canonica di rappresentazione delle funzioni booleane. Circuiti combinatori notevoli (ultima modifica 11.03.09). | |
| E_02 | 12/03/2009 | Esercitazione: Sintesi delle funzioni booleane. Soluzioni. |
| Le unità aritmetico-logiche | ||
| L_06 | 13/03/2009 | Addizionatori. Il problema del riporto. Moltiplicatori HW. (ultima modifica 25.03.09). |
| L_07 | 17/03/2009 | Progettazione di una ALU. I due stadi. Addizione su 32 bit. Overflow. Comparazione (ultima modifica 17.03.09). |
| 18/03/2009 | Sospensione lezione per scopero. | |
| E_03 | 19/03/2009 | Esercitazione: circuiti per l'addizione e la sottrazione. ALU. Soluzioni. |
| L_08 | 20/03/2009 | Anticipazione del riporto. Introduzione al firmware. Circuiti firmware della moltiplicazione intera (ultima modifica 27.03.09). |
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Logica sequenziale |
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| L_09 | 24/03/2009 |
Temporizzazione dei circuiti booleani. Circuiti sequenziali. Tabelle di transizione e di eccitazione. I latch SC. I latch D (ultima modifica 25.03.09). |
| L_10 | 25/03/2009 | I flip-flop. Problemi di temporizzazione. Il register file (ultima modifica 25.03.09). |
| E_04 | 26/03/2009 | Esercitazione: Bistabili. Soluzioni. |
| L_11 | 27/03/2009 |
Macchine a stati finiti. Dalle specifiche al progetto. State Transition Graph. State Transition Table. Codifica della STT. Sintesi del circuito. (ultima modifica 27.03.09). |
| C_01 |
sabato |
Primo compitino (fino al contenuto della lezione 8 compresa). Esercizi (ultima modifica 24.03.09). Risultati. Orario: 9.00 - 12.30, aula 405, Settore didattico, via Celoria 20. |
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L'Interfaccia HW / SW : L'Instruction Set Architecture (ISA) |
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| L_12 | 31/03/2009 | Definizione dell'ISA. L'assembly. Istruzioni aritmetiche nel MIPS. L'organizzazione della memoria. Istruzioni di lettura / scrittura: register spilling (ultima modifica 01.04.09). |
| L_13 | 01/04/2009 | Istruzioni di controllo del flusso: salti condizionati ed incondizionati. La Jump Address Table (ultima modifica 01.04.09). |
| E_05 | 02/04/2009 | Macchina a stati finiti. |
| L_14 | 03/04/2009 |
Meccanismi di chiamata delle procedure. Lo stack. Le procedure annidate e le procedure ricorsive. Esempi (ultima modifica 03.04.09). |
| L_15 | 07/04/2009 | Il linguaggio macchina. Architettura delle istruzioni: tipi R, I e J. Modalità di indirizzamento. Utilizzo delle costanti. (ultima modifica 07.04.09). |
| Interruzione delle lezioni per le vacanze di Pasqua (NB Mercoledì 8 Aprile non c'è lezione) | ||
| E_06 |
16/04/2009 |
Assembly - I |
| C_02 | 17/04/2009 |
Secondo compitino, aula V1, ore 10.40 - 13.20 (dalla lezione 9, alla lezione 15 compresa). Esercizi (ultima modifica 09.04.08). Risultati. |
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La struttura di un'architettura |
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| L_16 | 21/04/2009 | Architettura di riferimento. Architetture RISC e CISC. La struttura della CPU. La CPU ed il ciclo di esecuzione: Control path e data path. Costruzione di una CPU a ciclo singolo (ultima modifica 21.04.09). |
| L_17 | 22/04/2009 | Sintesi del controllore della ALU. Sintesi dell'Unità di Controllo principale ed analisi del data-path per CPU a ciclo singolo (ultima modifica 13.05.09). |
| E_07 |
23/04/2009 |
Assembly - II |
| L_18 | 24/04/2009 | Problemi con l'esecuzione di istruzioni a ciclo singolo. CPU multi-ciclo per istruzioni aritmetiche, di accesso alla memoria e di salto. Confronto con la CPU a ciclo singolo. (ultima modifica 24.04.09). |
| L_19 | 28/04/2009 | L'unità di controllo di una CPU multi-ciclo: FSM. Sintesi dei segnali di controllo e della funzione stato prossimo (ultima modifica 13.05.09). |
| L_20 | 29/04/2009 | Interrupt ed eccezioni. La gestione vettorializzata e tramite registro. CPU multi-ciclo e la gestione SW/HW delle interruzioni. (ultima modifica 29.04.09). |
| E_08 | 30/04/2009 | Esercitazione: CPU Multi-ciclo. |
| L_21 | 05/05/2009 | Introduzione della pipeline. Principi di funzionamento. La struttura della CPU MIPS con pipeline. Il ruolo dei registri. Esecuzione in pipeline delle istruzioni di tipo R, lw/sw e branch. (ultima modifica 06.05.09). |
| L_22 | 06/05/2009 | Controllo della pipeline. Sintesi dell'Unità di Controllo per la CPU con pipeline. Criticità della pipeline (ultima modifica 06.05.09) . |
| E_09 | 07/05/2009 | Esercitazione: CPU pipeline |
| L_23 | 08/05/2009 |
Soluzione degli hazard sui dati mediante feedforwarding. Sintesi del controllore di feed-forwarding. Soluzione degli Hazard sui dati mediante stallo. (ultima modifica 08.05.09). |
| L_24 | 12/05/2009 | Criticità sul controllo. Soluzione degli Hazard sul controllo. Delayed branch. (ultima modifica 12.05.09). |
| L_25 | 13/05/2009 | Trend di sviluppo delle pipeline. Branch prediction buffer. Superpipeline e pipeline super-scalari. Static and Dynamic Issues. Una overview della pipeline del Pentium IV. (ultima modifica 13.05.09). |
| E_10 | 14/05/2009 |
Esercitazione: Gestione degli Hazard nella pipeline |
| 15/05/2009 | Sospensione delle lezioni | |
| C_03 | 19/05/2009 | Terzo Compitino. CPU (fino alla lezione 25). Aula V1. Ore 10.40. Esercizi (ultima modifica 29.04.09). Risultati. |
| L_26 |
20/05/2009 |
La gerarchia delle memorie. Le cache. Cache a mappatura diretta (ultima modifica 22.05.09). |
| E_11 | 21/05/2009 | Esercitazione in laboratorio: dentro un calcolatore (Questa esercitazione si terrà nella palestra di sistemi operativi, in Via Comelico con inizio alle ore 11.15) |
| L_27 | 22/05/2009 | Lettura / scrittura di una cache a mappatura diretta. Cache associative. Cache ad n vie. Cache coherence (ultima modifica 22.05.09). |
| L_28 | 26/05/2009 | Criteri di progettazione di una memoria cache. La tecnologia SRAM e DRAM. Codici di correzione degli errori (ultima modifica 26.05.09). |
| 27/05/2009 | Il bus. Tipologie di bus. I bus seriali: Firewire, USB e PCI-Express. Schemi di arbitraggio. Gestione dell'I/O. (ultima modifica 28.05.09). | |
| Le periferiche | ||
| E_12 | 28/05/2009 |
Esercitazione: Le cache. |
| L_30 | 29/05/2009 |
I driver. L'I/O a controllo di programma. Polling. Interrupt. DMA. I dischi (ultima modifica 29.05.09). |
| L_31 | 03/06/2009 | L'architettura INTEL. L'architettura CISC degli INTEL. I registri. Modalità di indirizzamento. Elementi dell'ISA e della sua codifica. (ultima modifica 03.06.09). |
| E_13 | 04/06/2009 | Seminario. Le GPU, le schede CUDA: Architettura e Principi di programmazione (Prof. F. Pedersini) (ultima modifica 04.06.09). |
| L_32 | 05/06/2009 | Le prestazioni. Valutazione delle prestazioni: CPI e mix di istruzioni. Benchmark. Legge di Amdhal. Speed-up. Gerarchie di memorie (ultima modifica 04.06.09) . |
| C_04 | 09/06/2009 | Quarto Compitino. Memorie. I/O (fino alla lezione 32). Aula 405, ore 13.30 . Esercizi (ultima modifica 06.06.08). Risultati. |