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Luigi Di Stefano Eugenio Faldella Roberto Laschi Stefano Mattoccia Tullio Salmon Aspiranti ingegneri dellinformazione RETI LOGICHE insegna a descrivere.

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2 Luigi Di Stefano Eugenio Faldella Roberto Laschi Stefano Mattoccia Tullio Salmon Aspiranti ingegneri dellinformazione RETI LOGICHE insegna a descrivere ed a progettare …..

3 Le macchine digitali Le Macchine digitali sono Sistemi artificiali che elaborano informazioni ogni informazione è descritta da variabili che possono assumere solo un numero finito di valori Ad ogni variabile è associata una grandezza fisica Se questo numero finito è 2, allora si parla di macchina binaria

4 Esempio di sistema di elaborazione digitale La lampadina è accesa se almeno un interruttore è chiuso Ingressi (Cause) Uscita (Effetto) apertocorrente SI chiusocorrente NO i1i1 i2i2 + - Sistema digitale 1 uscita 2 ingressi (da elaborare) (Risultato) u i 1 i 2 u aa no ac si ca si cc si La tabella che descrive lelaborazione effettuata su i 1 e i 2 si chiama Tabella della Verità

5 Esempi di macchine digitali Il telefonino Il personal computer Gli strumenti biomedicali Le unità di controllo delle macchine automatiche Le centraline dei mezzi di trasporto I Bancomat e i sistemi di emissione automatica di biglietti Le centrali telefoniche Gli apparati di rete (router, switch, gateway, modem) I server I sistemi di produzione dei media ……..

6 La macchina digitale programmabile Software Hardware Software Applicativo Linguaggio di Programmazione Software di baseProcessore, Memoria, I/O, Bus Reti logiche Famiglie e Librerie di Circuiti Circuiti elettronici Livello architettonico Livello logico Livello fisico Registri, Contatori, Selettori, Alu, ecc. Instruction Set Interruttori elettronici

7 Livello Architettonico Lhardware del calcolatore si interfaccia con il software attraverso il suo set di istruzioni (linguaggio macchina ) Ogni blocco della struttura è costituito da circuiti elettronici digitali Bus di sistema Unità di elaborazione PC ALU Registri Cache Memoria principale Programma Dati ingressi e uscite locali Registri di transito e di stato Interfacce Struttura del calcolatore (macchina digitale a esecuzione sequenziale e programma memorizzato) Rete

8 Tecnologia elettronica: piastre e connettori Standard SCSI PCMCIA ……..

9 Tecnologia elettronica: chip e contenitori Standard DIP PCC PLCC CERQUAD …… SECC AnnoSiglainterruttori/chip 1968 SSI 30 1970 MSI 300 1972 LSI 3.000 1975 VLSI 30.000 1992-5 UVLSI 3.000.000

10 1.1 - Descrizione e progettazione 1.2 - Il modello del comportamento 1.3 - La proprietà di decomposizione Capitolo 1 Sistemi digitali

11 1.1 Descrizione e progettazione Cosa fa? Come è fatto? Un sistema digitale:

12 Struttura & Comportamento COMPORTAMENTO: vista della macchina focalizzata sulle risposte fornite a seguito di ogni possibile sollecitazione esterna STRUTTURA: vista della macchina focalizzata sui componenti e sulle modalità con cui interagiscono Sistema digitale usciteingressi causa effetto

13 Descrizione della STRUTTURA Descrizione del COMPORTAMENTO Sintesi Analisi Analisi & Sintesi astrazione cosa fa come è fatta

14 Ogni livello di questa gerarchia individua strutture formate da componenti astratti il cui comportamento e la cui struttura è definita nel livello sottostante Scendendo dallalto verso il basso aumenta il numero di componenti e diminuisce la complessità dellazione svolta da ciascuno Livelli di descrizione La descrizione del comportamento può essere più e più volte decomposta in comportamenti più semplici

15 Il progetto o sintesi Descrizione del comportamento Elenco dei componenti disponibili, del loro comportamento e delle modalità con cui farli interagire Metodologie per lottimizzazione del costo e delle prestazioni Descrizione della struttura

16 Noi ci occuperemo del livello logico Hardware Processore, Memoria, I/O, Bus Reti logiche Famiglie e Librerie di Circuiti Circuiti elettronici Livello architettonico Livello logico Livello fisico Registri, Contatori, Selettori, Alu, ecc. Instruction Set Interruttori elettronici software Gli interruttori elettronici sono Dispositivi a tre morsetti: il primo controlla il passaggio di corrente tra gli altri due 1 23 1 23

17 Azionamento elettronico Causa Effetto valore altocorrente SI valorebassocorrente NO Corrente elettrica Corrente elettrica Corrente elettrica Tensione elettrica il transistore bipolare unipolare interruttore!

18 interruttore elettronico aperto da L e chiuso da H H L Forma donda della tensione o della corrente di ingresso nel morsetto di controllo tempo Causa/effetto nellinterruttore elettronico

19 Tecnologia e prestazioni AzionamentoPotenzaIngombroVelocità Manualedecimetrisecondi Elettricowattcentimetrims Elettroniconwmicronns evoluzione

20 Livello logico Livello logico - Astrazione del livello fisico in cui si prescinde da ogni aspetto tecnologico per poter studiare e progettare complesse strutture, o reti, di interruttori da impiegare come componenti nel livello architettonico.

21 Livelli di progettazione Prodotto di livello 0 Prodotto di livello 1 Prodotto di livello n-1 Livello di progetto 0 Componenti primitivi per il livello 0 Livello di progetto 1 Componenti primitivi per il livello 1 Livello di progetto n Livello di progetto n- 1 Componenti primitivi per il livello n-1 Comportamento del sistema Struttura formata da sottosistemi Comportamenti dei vari sottosistemi Strutture formate da parti più semplici Schemi circuitali Andamenti di tensioni e di correnti elettriche Gestione di fenomeni fisici e chimici allinterno di materiali

22 Azionamento manuale


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