Architettura degli elaboratori Turno 3/2003-2004

Materiale didattico

Appunti

• Appunti 2003/04

Altro

• MIPS Assembly Language Programmer’s Guide

Diario del Corso

Lezione del 02/03/04

• Introduzione
• Funzioni booleane

Lezione del 04/03/04

• Funzioni booleane
• Similarità con insiemi e logica
• Proprietà di assorbimento
• Leggi di De Morgan
• Tesi di Shannon
• Primi cenni ai circuiti logici
• Multiplexer
• "2 è meglio di 3", utilizzo di due operatori logici
• Operatore NAND, NOR

Esercizi

• Disegnare lo schema di un circuito Multiplex con 4 segnali in ingresso
• Dimostrare che NAND è un insieme di connettivi funzionalmente completo
• AND e OR: dato per scontato che non si riescono ad utilizzare per tutte le f. booleane, quali sono quelle realizzabili?
• Come si trasforma un c. Multiplex in un invertitore?

Lezione del 09/03/04

• Crescita del tempo in funzione della profondità del circuito
• Decoder
• Decoder come Multiplexer
• Demultiplexer
• Condivisione del segnale
• Teorema SPC
• Mintermini

Lezione del 11/03/04

• Mintermini - Maxtermini
• Circuito "somma" (full adder)
• Progettazione orologio digitale
• Coefficienti binomiali (come ripasso)
• NAND usato come OR
• Funzioni Monotòne
• Circuiti Sequenziali
• Retroazione (feedback)

Esercizi

• Sintetizzare la funzione di 4 variabili che vale 1 se e solo se tre ingressi valgono 1.

     f(x1, x2, x3, x4) = x1 x2 x3 + x1 x2 x4 + x1 x3 x4 + x2 x3 x4

• Lo stesso ma con solo 2 ingressi uguali a 1.

     f(x1, x2, x3, x4) = x1 x2 + x1 x3 + x1 x4 + x2 x3 + x2 x4 + x3 x4

Lezione del 16/03/04

• Circuiti Sequenziali
• Circuito "latch D", o BAT
• Circuito "flip flop"
• CPU, Memoria e Bus
• Circuiti di scrittura sul Bus (MAR, MDR, MBR)
• Registri CPU
• Circuiti di Lettura
• Circuiti di scrittura

Lezione del 18/03/04

• Automi
• Progettazione Sistemi di Controllo
• Automi a stati finiti
• Esempi

Lezione del 23/03/04 - Assembly #1

• Introduzione generale
• Differenza tra Assembly e Linguaggio Macchina
• Classificazione dei linguaggi
• Perchè scrivere in Assembly?

Lezione del 25/03/04 - Assembly #2

• Sistemi di numerazione
• Struttura del Calcolatore (cenno)
• Differenza Pentium (CISC) e PowerPc (RISC)
• Modalità di Indirizzamento (cenno)
• Linguaggio MIPS (cenno iniziale)

Lezione del 30/03/04

• Classificazione architettura e linguaggi
• "all'ACC"
• "alla Memoria"
• "allo Stack"
• "ai Registri
• Cammino storico
• Micro-programmazione
• Vantaggi del RISC
• Concetto di Pipeline
• Istruzioni RISC
• Tipi di Istruzione: "R"

Lezione del 01/04/04

• Aritmetica Modulo 2
• Numerazione Binaria Naturale
• Complemento a 2
• Proprietà di Estensione del Segno
• Register File (ripasso e chiarimento)
• Tipi di Dato (e loro significato)

Dindondan!

Lezione del 06/04/04

• Data Path e Control Path per Istruzioni R
• La ALU

Lezione del 15/04/04

• Un po' di storia (PDP-8, PDP-10, PDP-11)
• Indirizzamento nel MIPS
• Istruzione "beq"
• ALU, "set on less than"

Lezione del 20/04/04 - Assembly #3

• Istruzioni e pseudo-istruzioni aritmentiche: add, sub, mul, div
• Istruzioni di l/s: li, lw, sw
• Istruzioni e pseudo-istruzioni di salto: j, beq, bne, blt, slt

Esercizio

• Codificare in assembly il seguente codice java che calcoli la somma dei primi 10 numeri:

 code:int tot=0;
   for (int i=0; i<=10; i++)
     tot = tot + i;

Lezione del 22/04/04 - Assembly #4

• Concetto di Stack
• Record di Attivazione
• Istruzioni JAL e JR
• Registri $sp e $ra
• Push e Pop, codifica Assembly

code:int tot=0;
  for (int i=0; i<=10; i++)
    tot = tot + i;// tot+=i;

Lezione del 22/04/04 - Assembly #5

• Chiamata di procedure (continuazione)
• Chiamate di sistema
• Utilizzo della memoria
• Un primo esempio di programma

Esercizi

• scrivere un programma Assembly che stampi "SI" se e solo se read_str termina le stringhe in ingresso con NULL, altrimenti stampi "NO"
• scrivere un programma Assembly che legga una stringa e stampi la sua immagine speculare (consiglio del prof: usare una sottoprocedura che inverta la stringa la cui posizione di memoria è nota)

         .data
         
 msg:    .asciiz "Ho letto "
 
         .text
         .globl main
         
 main:   li $v0, 5
         syscall
         move $t0, $v0
         li $v0, 4
         la $a0, msg
         syscall
         li $v0, 1
         move $a0, $t0
         syscall
         li $v0, 10
         syscall

Lezione del 29/04/04

• beq :micro-operazioni
• lw: micro-operazioni
• Istruzioni e valori di controllo

Lezione del 04/05/04

• Moltiplicazione - circuito
• Algoritmo di Booth (non è stato fatto a lezione, il prof ha specificato che potrà essere portato all'orale per un voto "in più")
• Pipeline

Lezione del 07/05/04

• Pipeline - continuazione
• Dipendenza dei Dati

Lezione del 11/05/04

• Branch Prediction
• Pipeline nel 486

Lezione del 13/05/04

• Istruzioni di Salto in Pipeline
• Accessi al disco, strategie
• Memorie Cache, introduzione

Lezione del 20/05/04

• Memorie Cache, continuazione

Lezione del 25/05/04

• Algoritmo di Booth (è stata data una fotocopia, la trovate tra gli appunti)
• Gestione della Memoria
• Memoria Virtuale
• Paginazione

Lezione del 27/05/04

• Paginazione - seconda parte
• Segmentazione
• Chiamate di procedura nello Spark

Lezione del 01/06/04

• Reti
• Reti locali - topologie
• Rete Ethernet
• Struttura frame
• Transceiver

Lezione del 03/06/04

• Tecniche di produzione dei cd/dvd

Per scaricare le slides potete andare qui: http://www.aei.it/aeimilano/doc/ppt150404.pdf

Lezione del 08/06/04

• Struttura degli Indirizzi Internet
• IPv4

FINE