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1° anno · 2° semestre

Architettura dei Calcolatori

In arrivo

Il calcolatore RISC-V dall'ISA all'hardware, in forma schematica e con 23 schemi da saper ridisegnare all'orale: datapath a ciclo singolo e a pipeline, propagazione, previsione dei salti, cache, DRAM, ALU. Tracce della prova scritta (ordinamenti ricorsivi e ricerca binaria in assembly) svolte e motivate.

6 CFU 5 moduli56 pagine
23,99 € corso completo, pagamento unico

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moduli

Cosa contiene

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pagine A4
56
sezioni
39
definizioni e teoremi
1
esempi svolti
5
figure
23
  1. 01 Astrazione, prestazioni e l'ISA RISC-V livelli di astrazione · von Neumann · CPI e legge di Amdahl · registri e memoria · formati delle istruzioni
    Indice del modulo · 6 sezioni · circa 6 pagine
    1. 1.1 Livelli di astrazione e interfacce
    2. 1.2 Il modello di von Neumann
    3. 1.3 Le prestazioni
    4. 1.4 L'ISA RISC-V: registri e memoria
    5. 1.5 I formati delle istruzioni
    6. 1.6 Le istruzioni principali
    9,49 €
  2. 02 Programmazione in assembly RISC-V dal C all'assembly · array e stringhe · stack e procedure · ricorsione · tracce della prova scritta
    Indice del modulo · 8 sezioni · circa 10 pagine
    1. 2.1 Espressioni, condizioni, cicli
    2. 2.2 Array e matrici
    3. 2.3 Byte e stringhe
    4. 2.4 Il modello di memoria di un programma
    5. 2.5 Le procedure
    6. 2.6 Procedure ricorsive
    7. 2.7 Dall'assembly al C
    8. 2.8 La prova scritta: tradurre e motivare
    9,49 €
  3. 03 L'ALU e l'aritmetica del calcolatore ALU a 32 bit · carry lookahead · moltiplicazione e Booth · divisione · virgola mobile · codici di Hamming
    Indice del modulo · 7 sezioni · circa 7 pagine
    1. 3.1 L'ALU a un bit
    2. 3.2 L'ALU a 32 bit
    3. 3.3 L'anticipo del riporto (carry lookahead)
    4. 3.4 La moltiplicazione
    5. 3.5 La divisione
    6. 3.6 La virgola mobile
    7. 3.7 I codici di Hamming
    9,49 €
  4. 04 Il processore, la pipeline e il parallelismo fra istruzioni datapath e controllo · pipeline a 5 stadi · forwarding e stalli · previsione statica e dinamica · eccezioni · VLIW e superscalari
    Indice del modulo · 9 sezioni · circa 14 pagine
    1. 4.1 Il datapath a ciclo singolo
    2. 4.2 L'unità di controllo
    3. 4.3 La pipeline
    4. 4.4 I conflitti
    5. 4.5 La propagazione e lo stallo load-use
    6. 4.6 I salti: decidere prima, prevedere
    7. 4.7 Le eccezioni
    8. 4.8 Più istruzioni per ciclo
    9. 4.9 All'orale: ridisegnare il datapath
    9,49 €
  5. 05 La gerarchia di memoria, la cache e l'input/output località · cache diretta e associativa · scritture e sostituzione · AMAT e CPI · DMA e interruzioni
    Indice del modulo · 9 sezioni · circa 9 pagine
    1. 5.1 Perché una gerarchia
    2. 5.2 I termini
    3. 5.3 La cache a mappatura diretta
    4. 5.4 Le scritture
    5. 5.5 Le cause dei miss e l'associatività
    6. 5.6 Le prestazioni della cache
    7. 5.7 La DRAM e il collegamento con la cache
    8. 5.8 La memoria virtuale (cenno)
    9. 5.9 L'input/output
    9,49 €

programma ufficiale 2026/27

Cosa chiede il corso

Strumenti tecnici e metodologici per descrivere e analizzare i componenti principali di un calcolatore moderno, le loro funzioni, le interazioni e le unità hardware. Risultato atteso: valutare l'uso dei sistemi di calcolo per problemi applicativi specifici.

7 argomenti su 7 del programma sono trattati negli appunti. Accanto a ogni argomento c'è il modulo in cui lo trovi.

Argomenti del programma ufficiale di Architettura dei Calcolatori e moduli in cui sono trattati
ArgomentoDove
Introduzione all'architettura dei calcolatori; virtualizzazione e astrazione; evoluzione e prestazioni; progettazione in funzione delle prestazioni modulo 1, modulo 5
Instruction Set Architecture del processore RISC-V: caratteristiche delle istruzioni, tipi di operandi e modi di indirizzamento, progetto dell'insieme di istruzioni, supporto alle procedure, interazione con il compilatore e ottimizzazione del codice modulo 1, modulo 2
ALU: architettura interna; somma e moltiplicazione tra interi; rappresentazione IEEE 754; somma e moltiplicazione in virgola mobile modulo 3
Il processore: architettura, organizzazione dei registri, ciclo di esecuzione, pipelining, hazard sui dati e sul controllo, forwarding e rilevamento degli hazard modulo 4
Memoria primaria: gerarchia di memoria; cache (principi, dimensione, funzioni di corrispondenza, algoritmi di sostituzione, politiche di scrittura, dimensionamento, cache multiple) modulo 5
Architetture superscalari (dagli obiettivi del corso) modulo 4
Unità di controllo (implicita nel punto sul processore) (dagli obiettivi del corso) modulo 4

L'esame

Orale su tutto il programma, con un esercizio scritto svolto e discusso durante l'orale.

Testi consigliati

  • D. Patterson, J. Hennessy, Struttura e progetto dei calcolatori (edizione RISC-V), Zanichelli.
  • Materiale del corso su AulaWeb.

Fonte: pagina ufficiale dell'insegnamento (codice 104740). Sintesi a cura di Mobius: fa fede la pagina ufficiale.

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Come funzionano le lezioni

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