La rappresentazione dell'informazione. Numeri senza segno e con segno, numeri reali, caratteri. La rappresentazione esadecimale. L'aritmetica dei calcolatori. Somma e sottrazione. Operazioni logiche. La costruzione di una unità aritmetico-logica. L'aritmetica in virgola mobile.
Il linguaggio dei calcolatori. Il linguaggio assemblativo MIPS: operazioni ed operandi, costrutti condizionali ed iterativi, gestione dei sottoprogrammi, metodi di indirizzamento, vettori e puntatori, la rappresentazione delle istruzioni all'interno del calcolatore. Esempi di insiemi di istruzioni di processori reali.
Il processore. Progetto dell'unità di calcolo: il banco dei registri, il datapath, implementazione monociclo e multiciclo. Progetto dell'unità di controllo. Il microprogramma. Valutazione delle prestazione per l'implementazione multiciclo: il concetto di prestazione, valutazione del tempo di CPU, CPI.
Introduzione alla pipeline. L'unità di elaborazione e cenni sull'unità di controllo. Criticità sui dati e sul controllo. Superpipeline, pipeline superscalare, schedulazione dinamica della pipeline. Esempi di pipeline in processori reali.
La gerarchia delle memorie. Fondamenti sulla cache: cache ad indirizzamento diretto, set-associativa e completamente associativa. Problematiche primcipali: individuazione, posizionamento e sostituzione del blocco. Strategie di scrittura. Aspetti architetturali. Valutazione delle prestazioni della cache. La memoria virtuale. La tabella delle pagine. Il TLB. Esempi di gerarchie di memoria in processori reali.
L'interfaccia tra processori e periferiche. Tipi e caratteristiche dei dispositivi di I/O. I Bus. L'interfacciamento dei dispositivi di I/O con la memoria e il processore. Il progetto di un sistema di I/O.
D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Struttura, organizzazione e progetto dei calcolatori, Seconda edizione Zanichelli.
oppure
D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Struttura, organizzazione e progetto dei calcolatori, Seconda edizione, Jackson Libri.
L.Tarantino, Slide delle lezioni (fotocopie disponibili in copisteria).
