Insegnamenti

 

60/61/114 - FONDAMENTI DI INFORMATICA

Anno Accademico ​2014/2015

Docente
BARBARA ​PES (Tit.)
Periodo
Primo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento




Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/61] ​ ​INFORMATICA [61/00 - Ord. 2012] ​ ​PERCORSO COMUNE648
Obiettivi

Fornire una panoramica introduttiva sull’organizzazione e il funzionamento degli elaboratori, partendo dalla rappresentazione dell’informazione, passando attraverso la logica dei sistemi digitali, e introducendo alcuni elementi architetturali di base.

Prerequisiti

nessuno

Contenuti

1 ) INTRODUZIONE
- L’informatica e il concetto di algoritmo
- I linguaggi per la programmazione di algoritmi
- Algoritmi e calcolabilità: le macchine di Turing
- Sistemi di elaborazione: generalità, livelli di astrazione, cenni storici.

2) RAPPRESENTAZIONE DELL’INFORMAZIONE
- Rappresentazione analogica e rappresentazione digitale
- Sistemi di numerazione: sistema decimale, sistema ottale, sistema esadecimale, sistema binario
- Conversione di base: conversione tra base 10 e base 2, conversione tra base B^k e base B, conversione tra generiche basi
- Aritmetica binaria: somma, sottrazione, moltiplicazione, divisione
- Numeri negativi: rappresentazione in modulo e segno, rappresentazione in complemento, addizione e sottrazione in complemento, overflow
- Numeri in virgola fissa e numeri in virgola mobile
- Standard IEEE per l’aritmetica binaria in virgola mobile
- Operazioni in virgola mobile
- Informazioni di carattere alfanumerico.

3) ALGEBRA BOOLEANA E RETI LOGICHE
- Sistemi digitali e reti logiche
- Algebra delle reti: definizioni, proprietà dell’algebra, porte logiche; altre applicazioni dell’algebra booleana (logica delle proposizioni, teoria degli insiemi)
- Forme canoniche: prima e seconda forma canonica, proprietà delle forme canoniche
- Minimizzazione: mappe di Karnaugh, metodi algoritmici (cenni), condizioni di indifferenza
- Ulteriori operatori e relative porte logiche: NAND e NOR, XOR e NXOR
- Reti combinatorie: analisi e sintesi, esempi di moduli combinatori (decodificatori, codificatori, selettori), unità aritmetiche e logiche (semisommatore, somma di due numeri interi, sommatore completo, esempio di costruzione di un’unità aritmetica)
- Reti sequenziali: modello generale, sincronizzazione, flip-flop, funzioni di eccitazione dei flip-flop, sintesi di una rete sequenziale, registri (in parallelo, a scorrimento, ad anello), contatori.

4) ELEMENTI ARCHITETTURALI DI BASE
- Componenti fondamentali di un calcolatore elettronico: il modello funzionale di Von Neumann
- Organizzazione della memoria centrale
- La codifica delle istruzioni
- La CPU: parti componenti la CPU, esempio di organizzazione, esecuzione delle istruzioni, prestazioni
- I diversi tipi di memoria: classificazione in base a funzionalità, tipo di tecnologia e modalità di accesso, gerarchie di memoria
- Estensioni della macchina di Von Neumann (cenni).

Metodi Didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni guidate (48 ore).
Esercitazioni aggiuntive da svolgere a casa o nelle ore di tutoraggio (24 ore).

Verifica dell'apprendimento

Prova scritta con
- domande a risposta aperta e domande a risposta multipla (50% del voto finale)
- esercizi (restante 50%).
Verifiche in itinere.

Testi

G. Bucci. Calcolatori elettronici. Architettura e organizzazione. McGraw-Hill.
N. Balossino, Principi di Informatica, Lattes.

Altre Informazioni

Strumenti a supporto della didattica: slides delle lezioni ed esercizi svolti.

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