Ingegneria Informatica | SISTEMI DI ELABORAZIONE

cod. 0622700004

SISTEMI DI ELABORAZIONE

	0622700004
	DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
	CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
	INGEGNERIA INFORMATICA
	2017/2018

CURRICULUM INFORMATICA INDUSTRIALE

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 1
	ANNO ORDINAMENTO 2017
	PRIMO SEMESTRE

MODULI

SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
ING-INF/05	5	40	LEZIONE	CARATTERIZZANTE
ING-INF/05	1	8	ESERCITAZIONE	CARATTERIZZANTE
ING-INF/05	3	24	LABORATORIO	CARATTERIZZANTE

DOCENTI

	ANGELO MARCELLI T Curriculum
	GENNARO PERCANNELLA Curriculum

	Obiettivi
	L'insegnamento presenta aspetti avanzati delle soluzioni architetturali proposte per migliorare le prestazioni dei calcolatori elettronici. L’analisi è condotta mediante il confronto sistematico del rapporto costo/benefici delle diverse implementazioni proposte dai costruttori. L'analisi del rapporto costo/benefici è adottato anche per illustrare le metodologie di dimensionamento degli impianti di elaborazione. Conoscenze e capacità di comprensione Comprensione degli aspetti avanzati delle architetture dei calcolatori, dell’interfaccia hardware/software, del supporto architetturale al sistema operativo, dell’impatto delle soluzioni architetturali sulle prestazioni. Conoscenza delle metodologie per il dimensionamento degli impianti di elaborazione. Conoscenza e capacità di comprensione applicate Progettare a livello logico-funzionale una architettura avanzata e valutare l’impatto delle diverse soluzioni sulle prestazioni dei sistemi di elaborazione. Dimensionare impianti di elaborazione.

L'insegnamento presenta aspetti avanzati delle soluzioni architetturali proposte per migliorare le prestazioni dei calcolatori elettronici. L’analisi è condotta mediante il confronto sistematico del rapporto costo/benefici delle diverse implementazioni proposte dai costruttori. L'analisi del rapporto costo/benefici è adottato anche per illustrare le metodologie di dimensionamento degli impianti di elaborazione.

Conoscenze e capacità di comprensione
Comprensione degli aspetti avanzati delle architetture dei calcolatori, dell’interfaccia hardware/software, del supporto architetturale al sistema operativo, dell’impatto delle soluzioni architetturali sulle prestazioni. Conoscenza delle metodologie per il dimensionamento degli impianti di elaborazione.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Progettare a livello logico-funzionale una architettura avanzata e valutare l’impatto delle diverse soluzioni sulle prestazioni dei sistemi di elaborazione. Dimensionare impianti di elaborazione.

	Prerequisiti
	ORGANIZZAZIONE DI UN SISTEMA DI ELABORAZIONE, PARAMETRI PRESTAZIONALI DELLE UNITA’ COMPONENTI, PROGETTAZIONE DI CIRCUITI LOGICI.

	Contenuti
	INTRODUZIONE AL CORSO (LEZIONI: 2H) PRESTAZIONI DEI SISTEMI DI ELABORAZIONE - COMPLESSITA’ COMPUTAZIONALE E ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI ELABORAZIONE – RIDONDANZA E PARALLELISMO. PIPELINE (LEZIONI: 6H; ESERCITAZIONE: 0H) PRESTAZIONI – ESECUZIONE IN PIPELINE – CONFLITTI – GESTIONE DEI SALTI – INTERRUZIONI ED ECCEZIONI - PIPELINE CON UNITA MULTICICLO –CONFLITTI DI CONTROLLO IN PIPELINE MULTICICLO MEMORY MANAGEMENT (LEZIONI: 4H; ESERCITAZIONE: 0H) LA MEMORIA CACHE: METODI DI MAPPING, ALGORITMI DI RIMPIAZZAMENTO, COERENZA, PRESTAZIONI – LA MEMORIA VIRTUALE: PAGINAZIONE E SEGMENTAZIONE, GESTIONE DELLA PAGINE E DEI SEGMENTI, ALGORITMI DI RIMPIAZZAMENTO, TABELLA DELLE PAGINE E TLB, PRESTAZIONI – MEMORY MANAGEMENT UNIT ARCHITETTURA DELLA CPU (LEZIONI: 4H; ESERCITAZIONI: 0H) PROCESSORI SUPERSCALARI – ESECUZIONE FUORI ORDINE: IL COMPLETAMENTO. – COMPLETAMENTO IN ORDINE. METODO DEL REORDERING BUFFER – METODO DELL’HISTORY BUFFER SISTEMI MULTIPROCESSORE (LEZIONI: 4H) CENNI STORICI - ARCHITETTURE MULTICORE – CLOUD COMPUTING IMPIANTI DI ELABORAZIONE (LEZIONI: 16H; ESERCITAZIONE: 8H) IL CICLO DI VITA DI UN IMPIANTO INFORMATICO - PROPRIETÀ E METRICHE PER VALUTARE LA QUALITÀ DI UN SISTEMA INFORMATICO - MODELLI PER L’INGEGNERIA DELLE PRESTAZIONI: MODELLI MARKOVIANI, IL MODELLO A RETI DI CODE - CASI DI STUDIO PROGETTO FINALE (LABORATORIO: 24H) SVILUPPO, DOCUMENTAZIONE E PRESENTAZIONE DEI RISULTATI

Contenuti

INTRODUZIONE AL CORSO
(LEZIONI: 2H)
PRESTAZIONI DEI SISTEMI DI ELABORAZIONE - COMPLESSITA’ COMPUTAZIONALE E ARCHITETTURA DEL SISTEMA DI ELABORAZIONE – RIDONDANZA E PARALLELISMO.
PIPELINE
(LEZIONI: 6H; ESERCITAZIONE: 0H)
PRESTAZIONI – ESECUZIONE IN PIPELINE – CONFLITTI – GESTIONE DEI SALTI – INTERRUZIONI ED ECCEZIONI - PIPELINE CON UNITA MULTICICLO –CONFLITTI DI CONTROLLO IN PIPELINE MULTICICLO
MEMORY MANAGEMENT
(LEZIONI: 4H; ESERCITAZIONE: 0H)
LA MEMORIA CACHE: METODI DI MAPPING, ALGORITMI DI RIMPIAZZAMENTO, COERENZA, PRESTAZIONI – LA MEMORIA VIRTUALE: PAGINAZIONE E SEGMENTAZIONE, GESTIONE DELLA PAGINE E DEI SEGMENTI, ALGORITMI DI RIMPIAZZAMENTO, TABELLA DELLE PAGINE E TLB, PRESTAZIONI – MEMORY MANAGEMENT UNIT
ARCHITETTURA DELLA CPU
(LEZIONI: 4H; ESERCITAZIONI: 0H)
PROCESSORI SUPERSCALARI – ESECUZIONE FUORI ORDINE: IL COMPLETAMENTO. – COMPLETAMENTO IN ORDINE. METODO DEL REORDERING BUFFER – METODO DELL’HISTORY BUFFER
SISTEMI MULTIPROCESSORE
(LEZIONI: 4H)
CENNI STORICI - ARCHITETTURE MULTICORE – CLOUD COMPUTING
IMPIANTI DI ELABORAZIONE
(LEZIONI: 16H; ESERCITAZIONE: 8H)
IL CICLO DI VITA DI UN IMPIANTO INFORMATICO - PROPRIETÀ E METRICHE PER VALUTARE LA QUALITÀ DI UN SISTEMA INFORMATICO - MODELLI PER L’INGEGNERIA DELLE PRESTAZIONI: MODELLI MARKOVIANI, IL MODELLO A RETI DI CODE - CASI DI STUDIO
PROGETTO FINALE
(LABORATORIO: 24H)
SVILUPPO, DOCUMENTAZIONE E PRESENTAZIONE DEI RISULTATI

	Metodi Didattici
	L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN AULA E LA SUPERVISIONE DELLE ATTIVITA' DI PROGETTAZIONE SVOLTE DAGLI ALLIEVI. NELLE LEZIONI TEORICHE VENGONO PRESENTATI E DISCUSSI I MODELLI DI RIFERIMENTO PER I DIVERSI ARGOMENTI, LE POSSIBILI SCELTE IMPLEMENTATIVE E LA VALUTAZIONE QUANTITATIVA DEI LORO EFFETTI SULLE PRESTAZIONI. NELLE ESERCITAZIONI VENGONO PRESENTATI DEI PROBLEMI E/O DEI CASE STUDIES DA RISOLVERE E DISCUSSE LE SOLUZIONI PROPOSTE DAGLI ALLIEVI. L'ATTIVITA' DI PROGETTAZIONE, ASSEGNATA AGLI STUDENTI DIVISI PER GRUPPI DI LAVORO, È STRUMENTALE ALL’ACQUISIZIONE, OLTRE CHE DELLE COMPETENZE SPECIFICHE, DELLE CAPACITÀ DI LAVORARE IN TEAM E DI PRESENTARE IL LAVORO SVOLTO IN FORMA SCRITTA ED ORALE

Metodi Didattici

L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI IN AULA E LA SUPERVISIONE DELLE ATTIVITA' DI PROGETTAZIONE SVOLTE DAGLI ALLIEVI. NELLE LEZIONI TEORICHE VENGONO PRESENTATI E DISCUSSI I MODELLI DI RIFERIMENTO PER I DIVERSI ARGOMENTI, LE POSSIBILI SCELTE IMPLEMENTATIVE E LA VALUTAZIONE QUANTITATIVA DEI LORO EFFETTI SULLE PRESTAZIONI. NELLE ESERCITAZIONI VENGONO PRESENTATI DEI PROBLEMI E/O DEI CASE STUDIES DA RISOLVERE E DISCUSSE LE SOLUZIONI PROPOSTE DAGLI ALLIEVI.
L'ATTIVITA' DI PROGETTAZIONE, ASSEGNATA AGLI STUDENTI DIVISI PER GRUPPI DI LAVORO, È STRUMENTALE ALL’ACQUISIZIONE, OLTRE CHE DELLE COMPETENZE SPECIFICHE, DELLE CAPACITÀ DI LAVORARE IN TEAM E DI PRESENTARE IL LAVORO SVOLTO IN FORMA SCRITTA ED ORALE

	Verifica dell'apprendimento
	LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVIENE MEDIANTE UNA PROVA SCRITTA ED UN COLLOQUIO ORALE. LA PROVA SCRITTA RIGUARDA GLI IMPIANTI DI ELABORAZIONE E PUO' ESSERE SOSTENUTA, A SCELTA DELLO STUDENTE, SECONDO UNA DELLE SEGUENTI DUE MODALITÀ: 1) SVOLGIMENTO DI ESERCIZI DI TIPO E COMPLESSITÀ ANALOGA A QUELLA DEGLI ESERCIZI RIPORTATI AL TERMINE DEI CAPITOLI 1-4, 11-13 DEL LIBRO DI TESTO; LA PROVA REALIZZATA SECONDO QUESTA MODALITÀ È SVOLTA SINGOLARMENTE DA OGNI STUDENTE. 2) REDAZIONE DI UNA RELAZIONE DI UN CASO DI STUDIO BASATO SU DATI REALI PROPOSTO DAL DOCENTE O DALL'ALLIEVO; LA PROVA REALIZZATA SECONDO QUESTA MODALITÀ È SVOLTA SINGOLARMENTE O IN UN GRUPPO CON UNA COMPOSIZIONE DI MAX 4 PERSONE. IL COLLOQUIO ORALE RIGUARDA LA DISCUSSIONE DEI CONTENUTI DELLA PROVA SCRITTA E LA PRESENTAZIONE DEL PROGETTO REALIZZATO. IL VOTO SI OTTIENE DALLA SOMMA PESATA DELLE VALUTAZIONE DEI CONTENUTI DELLA PROVA PRATICA/ PROGETTO (70%), DELLA SUA PRESENTAZIONE (10%) E DEL COLLOQUIO (20%). LA PRESENTAZIONE DEL PROGETTO ED IL RELATIVO MATERIALE DI SUPPORTO DEVONO ESSERE IN INGLESE.

Verifica dell'apprendimento

LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVIENE MEDIANTE UNA PROVA SCRITTA ED UN COLLOQUIO ORALE.
LA PROVA SCRITTA RIGUARDA GLI IMPIANTI DI ELABORAZIONE E PUO' ESSERE SOSTENUTA, A SCELTA DELLO STUDENTE, SECONDO UNA DELLE SEGUENTI DUE MODALITÀ:
1) SVOLGIMENTO DI ESERCIZI DI TIPO E COMPLESSITÀ ANALOGA A QUELLA DEGLI ESERCIZI RIPORTATI AL TERMINE DEI CAPITOLI 1-4, 11-13 DEL LIBRO DI TESTO; LA PROVA REALIZZATA SECONDO QUESTA MODALITÀ È SVOLTA SINGOLARMENTE DA OGNI STUDENTE.
2) REDAZIONE DI UNA RELAZIONE DI UN CASO DI STUDIO BASATO SU DATI REALI PROPOSTO DAL DOCENTE O DALL'ALLIEVO; LA PROVA REALIZZATA SECONDO QUESTA MODALITÀ È SVOLTA SINGOLARMENTE O IN UN GRUPPO CON UNA COMPOSIZIONE DI MAX 4 PERSONE.
IL COLLOQUIO ORALE RIGUARDA LA DISCUSSIONE DEI CONTENUTI DELLA PROVA SCRITTA E LA PRESENTAZIONE DEL PROGETTO REALIZZATO.
IL VOTO SI OTTIENE DALLA SOMMA PESATA DELLE VALUTAZIONE DEI CONTENUTI DELLA PROVA PRATICA/ PROGETTO (70%), DELLA SUA PRESENTAZIONE (10%) E DEL COLLOQUIO (20%).

LA PRESENTAZIONE DEL PROGETTO ED IL RELATIVO MATERIALE DI SUPPORTO DEVONO ESSERE IN INGLESE.

	Testi
	D.A. PATTERSON, J.L. HENNESSY, STRUTTURA E PROGETTO DEI CALCOLATORI, ZANICHELLI, 3 EDIZIONE, 2010 D. A. MENASCÈ. V. A. F. ALMEIDA, L. W. DOWDY: “PERFORMANCE BY DESIGN: COMPUTER CAPACITY PLANNING BY EXAMPLE”, PRENTICE HALL PTR, 2004.

	Altre Informazioni
	LA DIDATTICA DEL CORSO SI SVOLGE IN INGLESE, TRANNE PER LA PARTE RELATIVA AGLI IMPIANTI DI ELABORAZIONE. MATERIALI DIDATTICI INTEGRATIVI SARANNO DISPONIBILI SUL SITO DEL CORSO.

BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-05-14]