Opzioni di iscrizione

CFU: 12
Settore: INF/01
Anno corso: 1
Periodo: Primo Semestre
Testi in italiano
Lingua insegnamento ITALIANO
Contenuti Organizzazione di un calcolatore: Hardware e Software. Software
applicativo e software di base. Il modello di Von Neumann. Principi di
funzionamento di un calcolatore. Algebra di Boole. Funzioni booleane e
tabelle di verità. Reti Logiche: Reti combinatorie. Minimizzazione dei
circuiti. Progettazione di reti combinatorie. Half adder e full adder.
Automa a stati finiti. Reti sequenziali. Elementi di memoria. Struttura e
funzionamento di una rete sequenziale. I Flip-Flop. Registri.
Rappresentazione e codifica dei dati: Codifica delle informazioni. Codici
ridondanti. Rilevazione e correzione di errori, codici ad espansione.
Codificatore e decodificatore. Multiplexer e demultiplexer indirizzabili. Il
sistema di numerazione posizionale. La numerazione binaria. La
numerazione decimale. Rappresentazione dei numeri naturali.
Rappresentazione dei numeri relativi. Complementi alla base,
complementi diminuiti. Rappresentazione dei numeri reali in virgola fissa
e mobile. Aritmetica dei calcolatori. Schema di principio di un calcolatore: Organizzazione e principi di funzionamento di un calcolatore secondo il modello di Von Neumann. Schema di principio di un elaboratore: organi dell'unità centrale (unità di controllo, registri macchina - PC, MA, MB, IR, SR - e ALU). Il ciclo del processore. Data-path del processore. Architetture microprogrammate. Elementi architetturali di un processo.

Testi di riferimento
-  W. STALLINGS: “Architettura e organizzazione dei calcolatori (progetto e
prestazioni)”, Pearson Italia..
- G. BUCCI: “Architettura dei calcolatori elettronici: fondamenti”, Mc Graw-
Hill Italia.

Il materiale didattico (dispense, esercizi, programma d'esame, etc. in
formato pdf ed eventuali presentazioni è disponibile attraverso il Servizio
di eLearning di Ateneo all'indirizzo: http://elearning.uniparthenope.it/ e via teams al canale che sarà condiviso dal docente a inizio a.a.

Obiettivi formativi
Obiettivo del corso di “Architettura dei Calcolatori e Laboratorio di
Architettura dei Calcolatori” è illustrare gli aspetti fondamentali
dell'architettura dei moderni calcolatori elettronici, nonché trattare ed
usare, durante le preposte attività di laboratorio, i concetti base per una
loro efficiente programmazione in linguaggi a basso livello, quali
linguaggio macchina e Assembly. A tal fine dopo una attenta trattazione
dell’Algebra di Boole (utilizzata in laboratorio per il processo di Sintesi
delle Reti Logiche Combinatorie e Sequenziali), della Rappresentazione
binaria nonché dell’Aritmetica binaria, illustra dettagliatamente, quali
elementi fondamentali nell’architettura dei sistemi di elaborazioni, lo
schema funzionale/fisico della CPU, la Memoria ed il Sottosistema di I/O.
Particolare attenzione durante il corso è posta nello sviluppo di codice
Assembly che, prodotto dagli studenti come attività di laboratorio, oltre a
chiarire loro l’effettivo principio di funzionamento dei processori,
dettagliatamente illustra il compito, l’interconnessione e l’interazione tra
le diverse unità di base di un calcolatore.

Conoscenza e capacità di comprensione:
le attività didattiche svolte durante il corso intendono fornire all’allievo, che si ipotizza dotato di una scarsa (se non nulla) preparazione informatica, una buona conoscenza tanto degli aspetti caratteristici dei sistemi binari quanto dei principi di funzionamento su cui essi si basano.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:
Lo studio teorico e lo sviluppo delle varie prove teorico/pratiche fatte dall’allievo durante il corso, intendono fornire all’allievo una corretta visione dei calcolatori, al fine di rendergli evidente tanto le potenzialità quanto i limiti che questi possono avere nella soluzione di problemi reali.

Autonomia di giudizio:
Lo studente deve essere in grado di scrivere
programmi Assembly che consentano di rappresentare ed elaborare
efficacemente in binario problemi reali anche di diversa natura.

Abilità comunicative:
Lo studente deve essere in grado di partecipare
attivamente a gruppi di lavoro impegnati in attività di
progettazione/implementazione/documentazione di applicazioni
Assembly. A tal fine fondamentale risulta la conoscenza acquisita durante
il corso della corretta terminologia tecnica usata in ambito informatico.

Capacità di apprendimento: Gli argomenti trattati
rappresentazione/elaborazione binaria, reti logiche, processori nonché la
sequenza logica con cui si passa dagli uni agli altri, fornisce allo studente
tanto una visione d’insieme del processore nella sua interezza, quanto
quella di tre ambiti diversi. La capacita di comprendere al meglio i
possibili vantaggi/svantaggi, che eventuali proposte tecnologiche
possono apportare ad un processore, consente allo studente la capacità
di aggiornarsi autonomamente
dalle diverse fonti d’informazioni presenti in Internet.

Prerequisiti Nessuno.

Metodi didattici:
Lezioni frontali in aula e ricevimento sia in presenza che a distanza (Codice Teams: c7rf33g)

Altre informazioni Graduazione dei voti:
Sufficiente (18 – 21): conoscenze limitate ma appena sufficienti.
Terminologie non sempre appropriate.
Buono (22 – 24): conoscenze più che sufficienti con limitate capacità di
interconnessione tra gli argomenti del programma di esame.
Terminologie appropriate.
Molto Buono (25 –28): conoscenze approfondite e buona capacità di
interconnettere argomenti diversi del programma di esame. Terminologie
appropriate con buona capacità comunicativa.
Ottimo (29 –30):conoscenze molto approfondite e completa capacità di
interconnettere gli argomenti del
programma di esame. Terminologie appropriate e ottima capacità
comunicativa.

Testi in inglese
Italian
Organization of a computer: hardware and software. Application software
and basic software. The on Neumann model. Functional principles of a
computer. Boole algebra. Boolean functions and truth tables. Logical
gates: combinatorial networks. Combinatorial network design. Half adder
and full adder. Karnaugh maps. Finite state automa. Sequential networks.
Memory elements. Structure and functioning of a sequential network.
Flip-flop. Registers.
Representation and data encoding: information encoding. Redundant
codes. Error Detection and correction, expansion codes. Coder and
decoder. Addressable multiplexer and demultiplexer. The positional
numbering system. The binary numbering. The decimal numbering.
Natural number representation. Relative number representation. Base
Eccellente (Lode): conoscenze complete su tutto il programma di esame,
completa capacità di interconnettere tutti gli argomenti del programma
di esame, appropriatezza dell’esposizione e collegamento anche ad altri
argomenti non presenti nel programma e anche di altre discipline.
Modalità di verifica
dell'apprendimento
L’obiettivo della verifica è quantificare, per ogni studente, il livello di
apprendimento raggiunto riguardo gli argomenti elencati nel programma
di “Architettura dei Calcolatori e Laboratorio di Architettura dei
Calcolatori” sopra riportato. La procedura di verifica consiste in una prova
orale (50% del voto) inerente gli argomenti trattati nel suddetto
programma ed una prova scritta (50% del voto) che sottopone all’allievo
quesiti riguardo tanto l’analisi e sintesi delle reti logiche, quanto lo
sviluppo di codice Assembler 68K. Ovviamente la complessità dei diversi
quesisti proposti in ciascuna prova scritta è di pari livello dei quesiti
trattati durante le esercitazioni assistite previste come attività di
laboratorio.
Per l’esito positivo della valutazione sono necessari gli esiti positivi di
entrambe le verifiche: prova scritta e prova orale.
Gli esami saranno valutati con la seguente "Graduazione dei voti":
-Sufficiente (18 – 21): conoscenze limitate ma appena sufficienti.
Terminologie non sempre appropriate.
- Buono (22 – 24): conoscenze più che sufficienti con limitate capacità di
interconnessione tra gli argomenti del programma di esame.
Terminologie appropriate.
- Molto Buono (25 –28): conoscenze approfondite e buona capacità di
interconnettere argomenti diversi del programma di esame. Terminologie
appropriate con buona capacità comunicativa.
- Ottimo (29 –30):conoscenze molto approfondite e completa capacità di
interconnettere gli argomenti del programma di esame. Terminologie
appropriate e ottima capacità comunicativa.
- Eccellente (Lode): conoscenze complete su tutto il programma di
esame, completa capacità di interconnettere tutti gli argomenti del
programma di esame, appropriatezza dell’esposizione e collegamento
anche ad altri argomenti non presenti nel programma e anche di altre
discipline.
Obiettivi per lo sviluppo sostenibile
Codice Descrizione
complements. Decreased complements. Representation of fixed-point
and floating-point real numbers. Computer aritmethic. Principle scheme
of a computer.
Organization and operating principles of a computer based on von
Neumann model. Principle scheme of a computer: elements of the central
unit (control unit, machine registers (PC, MA, MB, IR, SR - and ALU). The
processor cycle. Processor data-path. Microprogrammed architectures.
Architectural elements of a microprogrammed processor.
Microprogramme. Machine and micromachine instructions. Function and
organization of the central memory. Processor-memory interface
W. STALLINGS: “Architettura e organizzazione dei calcolatori (progetto e
prestazioni)”, Pearson Italia..
G. BUCCI: “Architettura dei calcolatori elettronici: fondamenti”, Mc Graw-
Hill Italia.
The didactic material (lecture notes, exercises, examination program, etc,
in pdf format and multimedia presentations is available trough the elearning
Service of the University of Naples "Parthenope" at the Web
address:
http://elearning.uniparthenope.it/
The objective of the course of “Computer Architecture and Computer
Architecture Laboratory” is to illustrate the basic aspects of modern
electronic computers, as well as to handle and use, during the preposed
laboratory activities, the basic concepts for their efficient programming in
low-level languages, as machine language and Assembly. To this aim,
after a careful coverage of the Boole Algebra (used in laboratory for the
Synthesis of sequential and Combinatorial logical Networks), of the binary
representation as well as the binary arithmetic, it illustrates in detail, as
fundamental elements in the architecture of the information systems, the
functional/physic scheme of the CPU, the memory and the I/O
subsystem.During the course particular attention is devoted to the
development of the Assembly code that, developed by the students as
laboratoty activity, in addition to clarify them the effective principle of
processor working, explains in detail the task, the interconnection and
the interaction among the different basic units of a computer.
Knowledge and comprehension capability: the didactc acitivities carried
out during the course aim to provide the student, hypothesized to be
endowed with a poor or nonexistent informatic qualification, a good
knowledge of both characteristic aspects of binary systems as the
functional principles they are based on.
Capability to apply knowledge and comprehension: the theoretical study
and the development of the various theoretical/practical tests effected by
the sudent during the course, aim to provide him with a correct vision of
the computers, with the aim to evidence both the potentialities and the
limits they present in the solution of real problems.
Autonomy of judgement: the student must be able to write programs in
Assembly that allow representing and elaborating effectively in binary
real problems of different nature.
Communicative abilities: the student must be able to partecipate actively
in working groups in design/implemetation/documentation of Assembly
applications. To this aim, the knowledge acquired during the course of
the correct technical terminology used in the informatic area.
Comprehension capability: the treated topics binary
representation/elaboration, logical networks, processors as well as the
logical sequence to pass from the ones to the others, provides the
student with both a global vision and that of three different areas. The
capability of comprehending to the best the possible
advantages/disandvantages, that possible technological proposals can
bring to a processor, allows the student the capability to autonomously
bring himself up to date from the different sources present in Internet.
None.
Classroom lectures and office hours, both in person and remotely.
Teams code: c7rf33g
Exams will be graded according to the following grading scale:
- Sufficient (18–21): Limited but adequate knowledge. Terminology not
always appropriate.
- Good (22–24): More than adequate knowledge with limited ability to
connect the topics covered in the exam. Appropriate terminology.
- Very Good (25–28): In-depth knowledge and good ability to connect
different topics covered in the exam. Appropriate terminology with good
communication skills.
- Excellent (29–30): Very in-depth knowledge and complete ability to
connect the topics covered in the exam. Appropriate terminology and
excellent communication skills.
- Excellent (Honours): Complete knowledge of the entire exam, complete
ability to connect all the topics covered in the exam, appropriate
presentation and connection to other topics not covered in the exam and
even from other disciplines.
The assessment objective consists in quantifying, for each student, the
learning level acquired with respect to the contents listed in the program
of ‘Computer Architecture and Laboratory of Computer Architecture’
above reported. The assessment procedure consists of an oral
examination (50% of the vote) inherent to the explained contents of the
program, and of a written examination (50% of the vote) in which the
student is required to solve queries related to the logical networks
synthesis and the development of Assembler 68K code. Obviously, the
complexity of the different queries proposed in the written examination is
of the same difficulty level as the assisted practices envisaged as
laboratory activity.
For a positive assessment result, the positive outcomes of both the
examinations are needed: written examination and oral examination.
Exams will be graded according to the following grading scale:
- Sufficient (18–21): Limited but adequate knowledge. Terminology not
always appropriate.
- Good (22–24): More than adequate knowledge with limited ability to
connect the topics covered in the exam. Appropriate terminology.
- Very Good (25–28): In-depth knowledge and good ability to connect
different topics covered in the exam. Appropriate terminology with good
communication skills.
- Excellent (29–30): Very in-depth knowledge and complete ability to
connect the topics covered in the exam. Appropriate terminology and
excellent communication skills.
- Excellent (Honours): Complete knowledge of the entire exam, complete
ability to connect all the topics covered in the exam, appropriate
presentation and connection to other topics not covered in the exam and
even from other disciplines.
Obiettivi per lo sviluppo sostenibile
Codice Descrizione
Iscrizione spontanea (Studente)
Iscrizione spontanea (Studente)