Insegnamenti

 

60/61/114 - FONDAMENTI DI INFORMATICA

Anno Accademico ​2019/2020

Docente
GIOVANNI ​PUGLISI (Tit.)
Periodo
Primo Semestre​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale​
Lingua Insegnamento
ITALIANO​



Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/61] ​ ​INFORMATICA [61/00 - Ord. 2016] ​ ​PERCORSO COMUNE648
Obiettivi

Conoscenza e capacità di comprensione: il corso si propone di fornire allo studente 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.

Capacità di applicare la conoscenza e capacità di comprensione: lo studente acquisirà le competenze necessarie per la sintesi e l’analisi di semplici reti logiche sia combinatorie che sequenziali.

Autonomia di giudizio: lo studente sarà in grado analizzare il comportamento di semplici reti logiche.

Abilità comunicative: lo studente acquisirà le necessarie abilità comunicative nell'impiego del linguaggio tecnico nell’ambito dell’organizzazione elementare di un sistema di elaborazione.

Capacità di apprendere autonomamente: lo studente sarà in grado di approfondire nuovi concetti relativi ai sistemi di elaborazione applicando le nozioni di base fornite nel corso.

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, 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.

Verifica dell'apprendimento

Prova scritta con:

-domande a risposta aperta e domande a risposta multipla riguardanti gli argomenti trattati durante il corso (fondamenti dell’informatica, rappresentazione dell’informazione, logica dei sistemi digitali, elementi architetturali di base).

-esercizi riguardanti la rappresentazione dell’informazione, l’analisi e la sintesi di semplici reti logiche sia combinatorie che sequenziali.

Verifiche in itinere.

Testi

- C. Bolchini, C. Brandolese, F. Salice, D. Sciuto, Reti logiche, Apogeo.
- J.G. Brookshear. Informatica. Una panoramica generale. Pearson, 2012.
- Appunti del docente

Altre Informazioni

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

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