Classe III A A.s. 2010 – 2011 Sistemi di Elaborazione e Trasmissione dell’Informazione 4 ore settimanali (2 laboratorio) Docenti Prof. Alberto Ferrari Prof. …

Programma Abacus SISTEMI DI ELABORAZIONE E TRASMISSIONE DELL'INFORMAZIONE

Finalità L’area di interesse relativa al programma del terzo anno è a carattere tecnologico E’ l'area dei sistemi per l'elaborazione (calcolatori) e la trasmissione (reti) delle informazioni, conosciuti soprattutto dal punto di vista dell'architettura. La finalità dell'insegnamento è, per questo aspetto, quella di contribuire alla formazione di un adeguato bagaglio di precise conoscenze tecniche e di capacità operative per il futuro perito

Obiettivi generali Conoscere con un buon dettaglio l'implementazione fisica di diversi tipi di calcolatore e saperne dare una corretta descrizione astratta. Programmare sistemi a microprocessore con bus e interfacce standard. Riconoscere, analizzare e classificare le diverse architetture di un calcolatore. Conoscere i risultati e le linee di tendenza nel campo delle nuove architetture degli elaboratori. Conoscere i concetti di base relativi all'evoluzione e alla struttura dei sistemi operativi.

Obiettivi specifici terzo anno Conoscere sia le rappresentazioni formali che le strutture concrete di un sistema di elaborazione. Progettare, sviluppare e collaudare semplici programmi nel linguaggio macchina e/o simbolico (assembly) di un microprocessore. Saper utilizzare semplici ambienti e/o sistemi di sviluppo e debugging di programmi a basso livello.

Contenuti terzo anno Livelli fisici e virtuali di un sistema di elaborazione; architetture viste dall'utente attraverso il linguaggio macchina; rappresentazione delle informazioni, registri e memoria, formato e tipi di istruzioni, metodi di indirizzamento. Programmazione Il linguaggio macchina o mnemonico (assembly); software di base per lo sviluppo di programmi a basso livello: assembler, linker e debugger; sistemi di sviluppo con cross-assemblatore.

Laboratorio Progettazione e realizzazione di semplici programmi in linguaggio mnemonico per capire e sfruttare l'architettura di un microprocessore.

Internet: la Rete delle reti La struttura fisica di Internet Le linee di collegamento a Internet Indirizzi e protocolli HTTP e il World Wide Web La posta elettronica Mailing list e newsgroup Altri protocolli Il mondo elettronico Intranet ed Extranet Passato e futuro di Internet

La struttura fisica e logica di un elaboratore La macchina universale Le componenti di un elaboratore Il processore La memoria centrale La RAM La ROM La memoria cache Le periferiche di Input/Output Le memorie di massa L'architettura di von Neumann

Architetture Macchine SISD. Modello Master/Slave, Bus, CPU, Timer, Memorie, Tipi di memorie ROM, RAM, SDRAM, spazi di indirizzamento, accesso alle memorie. A,B,C Bus, ciclo di bus, tipi di slot (ISA e PCI). CPU: ALU, program counter, fetch, decode, execute, microprogrammi, instruction set, pipeline e prefetching; architettura superscalare. Modelli CISC e RISC, clock di CPU e di scheda. Codice operativo e mnemonico. BIOS e inizializzazione della macchina.

UD2-Microprocessore 8088-86 Il sistema operativo MsDos e il BIOS. Inizializzazione PC e MsDos, POST, Files nascosti, PSP, Environment. Modelli COM e modelli EXE, caricamento in memoria. Comandi MsDos interni ed esterni. CPU 8088: storia, caratteristiche generali, piedinatura. L'organizzazione e descrizione generale (le memorie, i registri, i bus, ecc...). L'organizzazione della RAM e la rappresentazione dell'indirizzo in Segmento/Spiazzamento. I registri della CPU. Bus dati e bus indirizzi. Le linee di controllo della CPU. Il programma DEBUG e creazione di brevi files .COM.

UD3-Assembler 8088-86 Files .EXE e files .COM. Il prefisso di segmento. Ciclo di produzione codice assembler: assemblatori, linker. Analisi di un assemblatore virtuale. Metodi di indirizzamento per la CPU. Istruzioni per la definizione iniziale dei registri di segmento. Sintassi generale delle istruzioni. Definizione e dichiarazione dei dati. Istruzioni di trasferimento. Istruzioni per la gestione dello stack. Istruzioni di calcolo aritmetico e booleano. Istruzioni di confronto. Istruzioni di salto. Istruzioni per i cicli. Passaggio di parametri sullo stack con Cdecl. Variabili locali sullo stack. Le principali direttive all'assemblatore. Fasi di creazione del programma eseguibile: editing, linking, assemblaggio. Files INCLUDE. Librerie di codice. Le procedure: dichiarazione, chiamate e passaggio di parametri: cDecl, stack frame. Gestione delle principali interruzioni software. Macro costanti e di codice. Elementi di programmazione C: procedure con passaggio di parametri: convenzione del C, per Indirizzo, per Valore, per Riferimento. Notazioni, name spacing, macro.