A.A. 2010-11
Programma dettagliato delle lezioni svolte
Le slide delle lezioni verranno pubblicate in formato PDF dopo ciascuna lezione.| Lezione | Data | Slide / Riferimenti | Argomenti |
| 1 | 14/03/2011 | Introduzione al Corso. Brevi cenni storici sulla evoluzione dei calcolatori elettronici. Primi cenni introduttivi sulla architettura di un calcolatore elettronico. |
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| 2 | 15/03/2011 | Informazione e sua rappresentazione. Codici a lunghezza fissa ed a lunghezza variabile. Codici binari. Esempi di codici. Codifica indiretta. |
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| 3 | 18/03/2011 | Rappresentazione posizionale dei numeri. Sistemi binario, ottale ed esadecimale. Conversioni da base 2 a base 8 o 16 (e viceversa). Conversione da base 10 a base 2 per numeri interi (divisioni successive). Conversione da base 10 a base 2 per numeri frazionari (moltiplicazioni successive). Considerazioni sulla periodicità della parte frazionaria. Rappresentazione in macchina dei numeri naturali e problemi di overflow. Esercizi in C per studiare la rappresentazione in macchina dei numeri. Rappresentazione in macchina dei caratteri. |
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| 4 | 21/03/2011 | Rappresentazione di numeri naturali. Rappresentazione di numeri interi relativi: rappresentazione in segno e modulo, in complementi e per eccessi. Rappresentazione in complementi alla base ed in complementi diminuiti. Algoritmi di complementazione. Estensione della rappresentazione. Aritmetica in complementi. Overflow. |
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| 5 | 22/03/2011 | Algebra di Boole. Proprietà fondamentali. Cenni alla definizione di Algebra di Boole come reticolo. Modelli di algebre di Boole: algebra delle proposizioni, algebra degli insiemi ed algebra dei circuiti. Porte logiche elementari e loro composizione. |
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| 6 | 25/03/2011 | Funzioni booleane di 2 variabili. Mintermini e maxtermini. Forma normale di tipo P (SOP) e di tipo S (POS) di una funzione booleana. |
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| 7 | 28/03/2011 | Implicanti di una funzione. Implicanti primi. Mappe di Karnaugh. Rappresentazione sulle mappe di clausole di ordine n-i. |
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| 8 | 29/03/2011 | Funzioni NAND e NOR. Proprietà di NAND e NOR. Forme NAND e NOR di una funzione booleana. |
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| 9 | 01/04/2011 | Funzioni incompletamente specificate. Minimizzazione sulle mappe di Karnaugh. Matrice di copertura. |
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| 10 | 04/04/2011 | Ricerca dei primi implicanti con il metodo di Quine-McCluskey. Problema di copertura: metodo delle righe e colonne dominanti. Esempio di minimizzazione di funzione con Quine-McCluskey. |
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| 11 | 05/04/2011 | Funzioni incompletamente specificate. Minimizzazione di funzioni incompletamente specificate sia con le mappe di Karnaugh che con il metodo di Quine-McCluskey. Progetto di macchine combinatorie. Progetto di un transcodificatore per display a 7 segmenti. |
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| 12 | 08/04/2011 | Macchine combinatorie fondamentali: encoder e decoder, multiplexer e demultiplexer. Esercizi. |
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| 13 | 11/04/2011 | Macchine combinatorie fondamentali: addizionatori binari. Half e full adder. Addizionatore binario parallelo a propagazione del riporto. Addizionatore binario con anticipo del riporto: rete di carry look-ahead. |
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| 14 | 12/04/2011 | Macchine combinatorie: reti universali. Mux come generatore di funzioni. Logica ROM. PLA. Alee in reti combinatorie. |
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| 15 | 15/04/2011 | Automi a stati finiti. Modelli di Moore e di Mealy. Rappresentazione di ASF mediante tabelle e mediante grafi. Macchine sequenziali. Def. di stato stabile sotto un dato ingresso. Macchine sequenziali asincrone. Modello fondamentale. |
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| 16 | 18/04/2011 | Il flip flop RS fondamentale come macchina asincrona. Circuito a NOR ed a NAND: analisi. Problemi di tempificazione del flip-flop RS fondamentale. |
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| 17 | 19/04/2011 | Tempificazione dei flip-flop: latch ed edge-triggered. Flip-flop RS abilitato latch. Flip-flop D latch. Flip-flop RS e D edge-triggered. Flip-flop JK e T. Ingressi di posizionamento asincroni dei flip-flop commerciali. |
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| 18 | 29/04/2011 | Introduzione all'architettura del calcolatore. Il processore. Modello a registri generali. Ciclo del processore. La memoria centrale. Processori big-endian e little-endian. Primi cenni sul processore MC68000: modello di programmazione e codifica delle istruzioni. |
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| 19 | 02/05/2011 | Introduzione al linguaggio macchina. Classi di istruzioni l/m. |
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| 20 | 03/05/2011 | Introduzione al linguaggio assembly. Formato delle istruzioni in assembly. Etichette. Direttive di assemblaggio. Il Program Location Counter. AsimTool. |
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| 06/05/2011 | Breve presentazione del progetto Hobbit. | ||
| 21 | 06/05/2011 | Gestione degli indirizzi nel processore MC68000: aliasing degli indirizzi. Modi di indirizzamento: diretto a registro, assoluto ed immediato. Manuale assembler del processore MC68000. |
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| 22 | 10/05/2011 | Esempi di programmi assembler per il processore MC68000. Ambiente di simulazione Asim. |
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| 23 | 13/05/2011 | Modi di indirizzamento: indiretto, indiretto con predecremento, indiretto con postincremento. Uso dei modi con predecremento e postincremento per push e pop su una struttura a stack. Esercizi di programmazione assembler. |
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| 24 | 16/05/2011 | Memorie RAM. Schemi di selezione. Semiselezione. Tempo di accesse e tempo di ciclo. Collegamenti di chip di memoria per aumentare la capacità ed il parallelismo. SRAM vs. DRAM. Tipologie di ROM. |
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| 25 | 17/05/2011 | Istruzioni l/m di comparazione. Istruzioni l/m di salto condizionato. Codifica in assembler di tipici costrutti di controllo del flusso di programma. |
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| 26 | 20/05/2011 | MC68000: modi di indirizzamento avanzati: Indirect with displacement, Indirect with displacement and index, PC-relative, PC-relative indexed. Gestione dei sottoprogrammi in linguaggio macchina: problema del collegamento e del passaggio dei parametri. Uso dello stack per il collegamento e per l'allocazione del record di attivazione. Frame pointer. MC68000: istruzioni JSR, RTS, LINK, UNLK, MOVEM. |
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| 27 | 23/05/2011 | Macchine sequenziali sincrone. Tabelle di transizione e schema realizzativo. Metodologia di progetto delle reti sincrone. Progetto di un contatore sincrono mod-10 con FF e.t. di tipo D. |
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| 28 | 24/05/2011 | Esercitazione: programmi assembler per il processore MC68000. Esecuzione di programmi assembler nell'ambiente di simulazione Asim. |
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| 29 | 27/05/2011 |
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Progetto di un contatore sincrono mod-10 con FF e.t. di tipo JK. Contatori sincroni: ingressi di reset e precaricamento sia sincrono che asincrono. |
| 30 | 30/05/2011 |
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Riduzione del modulo di un contatore mediante precaricamento o reset sincrono. Progetto di un riconoscitore di sequenza 1010 sincrono. Shift register. |
| 31 | 31/05/2011 | Esercitazione: programmi assembler per il processore MC68000. Esecuzione di programmi assembler nell'ambiente di simulazione Asim. |
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| 32 | 03/06/2011 | Il sistema delle interruzioni. | |
| 33 | 06/06/2011 |
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Esercizi di progetto di macchine sequenziali sincrone. |
| 34 | 07/06/2011 |
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Esercizi di progetto di macchine sequenziali sincrone. |
| 35 | 10/06/2011 | Il sistema di I/O. I/O memory mapped vs. I/O isolato. Sincronizzazione del colloquio CPU-periferica: I/O programmato, I/O con interruzioni. Esempio di driver con I/O programmato ed handskake. Interfacce con capacità DMA. Processori di I/O (cenni). |
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| 36 | 13/06/2011 |
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Architettura interna della CPU. Cenni al ruolo della unità di controllo della CPU. |
| 37 | 14/06/2011 |
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Esercizi di programmazione assembly. Altri esercizi di progetto di macchine sequenziali. |
