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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 MSI LSI VLSI UVLSI

10 1.1 - Descrizione e progettazione Il modello del comportamento 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

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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