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
	2016/2017

CURRICULUM INDIRIZZO INFORMATICA INDUSTRIALE

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 1
	ANNO ORDINAMENTO 2016
	SECONDO SEMESTRE

MODULI

	SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
	ING-INF/05	9	72	LEZIONE	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: 2H) PRESTAZIONI – ESECUZIONE IN PIPELINE – CONFLITTI – GESTIONE DEI SALTI – INTERRUZIONI ED ECCEZIONI - PIPELINE CON UNITA MULTICICLO –CONFLITTI DI CONTROLLO IN PIPELINE MULTICICLO GERARCHIA DI MEMORIA (LEZIONI: 6H; ESERCITAZIONE: 2H) 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 CPU (LEZIONI: 2H; ESERCITAZIONI: 2H) PROCESSORI SUPERSCALARI – ESECUZIONE FUORI ORDINE: IL COMPLETAMENTO. – COMPLETAMENTO IN ORDINE. METODO DEL REORDERING BUFFER – METODO DELL’HISTORY BUFFER BUS (LEZIONI: 4H) CENNI STORICI – ALLOCAZIONE DEI BUS – IL CHIPSET – STANDARDIZZAZIONE DEI BUS: SCSI, PCI, USB. SISTEMI DI GRANDI DIMENSIONI (LEZIONI: 4H) CENNI STORICI - CLASSIFICAZIONE DELLA ARCHITETTURE PARALLELE - RETI DI INTERCONNESSIONE – ORGANIZZAZIONE DELLA MEMORIA – COERENZA DELLE CACHE – VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI: LEGGE DI AMDHAL – CENNI SULLA PROGRAMMAZIONE PARALLELA IMPIANTI DI ELABORAZIONE (LEZIONI: 20H; ESERCITAZIONE: 10H) 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: 30H) 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: 2H)
PRESTAZIONI – ESECUZIONE IN PIPELINE – CONFLITTI – GESTIONE DEI SALTI – INTERRUZIONI ED ECCEZIONI - PIPELINE CON UNITA MULTICICLO –CONFLITTI DI CONTROLLO IN PIPELINE MULTICICLO
GERARCHIA DI MEMORIA
(LEZIONI: 6H; ESERCITAZIONE: 2H)
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
CPU
(LEZIONI: 2H; ESERCITAZIONI: 2H)
PROCESSORI SUPERSCALARI – ESECUZIONE FUORI ORDINE: IL COMPLETAMENTO. – COMPLETAMENTO IN ORDINE. METODO DEL REORDERING BUFFER – METODO DELL’HISTORY BUFFER
BUS
(LEZIONI: 4H)
CENNI STORICI – ALLOCAZIONE DEI BUS – IL CHIPSET – STANDARDIZZAZIONE DEI BUS: SCSI, PCI, USB.
SISTEMI DI GRANDI DIMENSIONI
(LEZIONI: 4H)
CENNI STORICI - CLASSIFICAZIONE DELLA ARCHITETTURE PARALLELE - RETI DI INTERCONNESSIONE – ORGANIZZAZIONE DELLA MEMORIA – COERENZA DELLE CACHE – VALUTAZIONE DELLE PRESTAZIONI: LEGGE DI AMDHAL – CENNI SULLA PROGRAMMAZIONE PARALLELA
IMPIANTI DI ELABORAZIONE
(LEZIONI: 20H; ESERCITAZIONE: 10H)
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: 30H)
SVILUPPO, DOCUMENTAZIONE E PRESENTAZIONE DEI RISULTATI

	Metodi Didattici
	L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE ED ESERCITAZIONI IN AULA. NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VIENE ASSEGNATO AGLI STUDENTI, DIVISI PER GRUPPI DI LAVORO, UN PROGETTO CHE COMPRENDE UNITARIAMENTE TUTTI I CONTENUTI DELL’INSEGNAMENTO ED È STRUMENTALE ALL’ACQUISIZIONE, OLTRE CHE DELLE CAPACITÀ 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 ED ESERCITAZIONI IN AULA. NELLE ESERCITAZIONI IN AULA VIENE ASSEGNATO AGLI STUDENTI, DIVISI PER GRUPPI DI LAVORO, UN PROGETTO CHE COMPRENDE UNITARIAMENTE TUTTI I CONTENUTI DELL’INSEGNAMENTO ED È STRUMENTALE ALL’ACQUISIZIONE, OLTRE CHE DELLE CAPACITÀ 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 UN COLLOQUIO E LA PRESENTAZIONE DEL PROGETTO SVOLTO. IL VOTO SI OTTIENE DALLA SOMMA PESATA DELLE VALUTAZIONE DEI CONTENUTI DEL PROGETTO (70%), DELLA SUA PRESENTAZIONE (10%) E DEL COLLOQUIO (20%). LA PRESENTAZIONE 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
	LE LEZIONI RELATIVE ALLA PIPELINE E ALLA GERARCHIA DI MEMORIA SARANNO TENUTE IN LINGUA INGLESE. MATERIALI DIDATTICI INTEGRATIVI SARANNO DISPONIBILI SUL SITO DEL CORSO.

BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-03-11]