architettura degli elaboratori 2018-20192/27/2019 1 architettura degli elaboratori 2018-2019...
TRANSCRIPT
2/27/2019
1
Architettura degli elaboratori 2018-2019
Presentazione del corso
Maria Luisa [email protected] di Informatica
Università degli Studi di Milano
Il corso
Ambito
Corsi di Laurea Triennale in: Informatica Musicale, Informatica per la Comunicazione Digitale
6 CFU
Orario lezione
Lunedi 13:30 -15:30, Aula G11
Mercoledi 15:30 - 17:30, Aula G11
2/27/2019
2
Obiettivi del corso
Comprensione del funzionamento della macchina (computer, elaboratore, calcolatore) che tratta le informazioni in modo automatico
Alcune domande:
• Come vengono eseguite le istruzioni di un programma
• Quali sono le funzioni di un processore
• Qual è la struttura interna di un processore.
Tipi di computer e loro evoluzione
supercomputer
personal computer
servers
computers embedded
dispositivi mobili
2/27/2019
3
Il computer: una semplice astrazione
Software applicativoProgrammi per l’utente finale
Software di sistema include: - Sistema operativo- Traduttori: compilatore, assemblatore...
Hardware: circuiti digitali e componenti fisici
Software
Linguaggio macchina: linguaggio che utilizza 2 soli simboli 1 e 0
2/27/2019
4
Software
Linguaggio macchina: linguaggio che utilizza 2 soli simboli 1 e 0
Linguaggio Assembly: linguaggio espresso in forma simbolica
Software
Linguaggio macchina: linguaggio che utilizza 2 soli simboli 1 e 0
Linguaggio Assembly: linguaggio espresso in forma simbolica
Linguaggio di programmazione ad alto livello
2/27/2019
5
Hardware
CPU (processore)
Memoria
Output
Input
Programma
Elaboratore
Hardware
CPU
Memoria
OutputInput
Programma
CPU (Central Processing Unit)
2/27/2019
6
Hardware
CPU
Memoria
OutputInput
Programma
Unità di controllo, unità di elaborazione dati
Hardware
CPU
Memoria
OutputInput
Programma
Reti o circuiti logici
2/27/2019
7
Programma del corso
1. Rappresentazione dell’informazione usando l’alfabeto binario• Numeri naturali, relativi, frazionari, caratteri
2. Circuiti logici• Algebra di Bool• Circuiti combinatori• Circuiti sequenziali
3. Architettura di un elaboratore• Architettura del processore MIPS• Programmazione in assembly MIPS e in linguaggio macchina• Memorie
Parte 1 Parte 2
Lezioni e materiale didattico
• Materiale didattico
- Lucidi delle lezioni (per parte 1 e parte 2) si trovano sul sito del corso.
- Testi consigliati:
M.Morris Mano, C. R. Kime, Reti logiche, Pearson [prima parte]
D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Struttura e Progetto dei Calcolatori, Zanichelli [Seconda parte] (cap.2 e cap.4)
• Lezioni ed esercitazioni
Il corso non comprende un laboratorio. Tuttavia alcune ore saranno dedicate allo
svolgimento di esercizi in aula
2/27/2019
8
Modalità d’esame
(a) Prova scritta nei normali appelli (date provvisorie)13 giugno, 2 luglio, 20 settembre, gennaio/febbraio
(b) Prove in itinere: alla fine della prima e della seconda parte. Alla seconda prova viene ammesso chi risulta sufficiente alla prima. Voto finale: media dei risultati parziali
Date provvisorie: 15 aprile, 29 maggio
NON si possono usare gli appunti o altro materiale durante la prova d’esame
Calendario provvisorioFeb.27, 2019
March 4, 2019
March 6, 2019
March 11, 2019
March 13, 2019
March 18 2019
March 20, 2019
March 25, 2019
March 27, 2019
April 1, 2019
April 3, 2019
April 8, 2019
April 10, 2019
April 15, 2019PROVA INTERMEDIA 1
April 17, 2019
April 29, 2019 NOTA
May 6, 2019
May 8, 2019
May 13, 2019
May 15, 2019
May 20, 2019
May 22, 2019
May 27, 2019
May 29, 2019PROVA INTERMEDIA 2
Jun 3, 2019 (?)
2/27/2019
9
Sito del corso e ricevimento
https://homes.di.unimi.it/mdamiani/corsi/architettura/
Materiale didattico nella sezione riservata. Credenziali di accesso:
nome utente: gis7passwd: sql07sql
Ricevimento: venerdi h14:30-15:30 su appuntamento
E-MAIL: [email protected]
Perché MIPS: breve storia
Progetto ENIAC (Univ. Pennsylvania)Primo calcolatore elettronico, operativo durante la seconda guerra mondiale
Autori: Eckert e Mauchly, a cui si è aggiunto successivamente Von Neumann
I primi calcolatori elettronici
2/27/2019
10
Breve storia
Sviluppi commerciali
UNIVAC 1 (1951): primo computer commerciale in US ($1 million). Calcolo scientifico
IBM/360 (1964)Applicazioni gestionali
Cray - primo supercomputercommerciale (1976)
Breve storia
Xerox Alto (1973), primo prototipo di sistema con interfaccia grafica e mouse. Primo mouse brevettato da Doug. Engelbart nel 1967 (Stanford )
Microprocessori e personal computers
PC IBM (1981), sistema operativo DOS
Apple 1 (1977) (Steve Wozniak)
Apple Macintosh 1984
2/27/2019
11
Breve storia
Processori RISC (vs. CISC)
RISC – modalità di progettazione dei processori per cui le istruzioni sono poche e semplici. La semplicità si traduce in prestazioni più elevate
Primi progetti di ricerca:
- Il progetto Berkeley RISC inizia nel 1980 sotto la direzione di David Patterson
- John L. Hennessy inizia un progetto simile chiamato MIPS alla Stanford University nel 1981. Nel 1985 viene rilasciato il primo prodotto dalla società MIPS Technologies
Breve storia
MIPS usato in sistemi embedded, in console per videogiochi PlayStation e Nintendo.
Il processore RISC leader di mercato è ARM. MIPS è ampiamente usato per scopi didattici
Patterson e Hennessy ricevono ACM Turing Award nel 2017
“For pioneering a systematic, quantitative approach to the design and evaluation of computer architectures with enduring impact on the microprocessor industry.”