OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Scopo del modulo è quello di introdurre l’analisi delle prestazioni dei programmi sequenziali alla luce delle nozioni relative al funzionamento delle attuali architetture, con riferimento al processore, alle gerarchie di memoria e alla cooperazione tra hardware e software, nonché l’architettura delle GPU, con attenzione agli ambiti applicativi e alle prestazioni.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

La studentessa/lo studente acquisirà le competenze necessarie per comprendere come i programmi di alto livello sono eseguiti dai moderni calcolatori. 

La scelta dell'architettura di riferimento è un aspetto chiave. In continuità con il modulo precedente si è scelto di adottare l'architettura RISC-V in quanto offre un modello semplice, elegante, moderno, open source e di crescente interesse anche in ambito non accademico. 

Alla fine del corso lo studente sarà in grado di:

• analizzare i componenti digitali che sono alla base dell’architettura dei moderni calcolatori;
• descrivere come semplici programmi nell'assembler del RISC-V sono eseguiti in tale architettura;
• comprendere come un calcolatore traduce un linguaggio di alto livello in linguaggio macchina;
• comprendere come le prestazioni dei programmi dipendano dall'uso efficace delle caratteristiche architetturali, quali l'utilizzo efficiente della cache, la vettorizzazione e la programmazione multithreading;
• utilizzare un compilatore in modo più efficace specificando alcuni flag per l'ottimizzazione del codice.

PREREQUISITI

Non sono previsti prerequisiti specifici

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali , esercitazioni in laboratorio, assignment in itinere con consegna e valutazione.
Verranno utilizzati instant polling per autovalutazione e didattica per gruppi e casi/problemi.

Gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA), per disabilità o altri bisogni educativi sono invitati a contattare il docente e il referente di Scuola per la disabilità all’inizio dell’insegnamento per concordare eventuali modalità didattiche che, nel rispetto degli obiettivi dell’insegnamento, tengano conto delle modalità di apprendimento individuali. 

I contatti del referente di Scuola per la disabilità sono disponibili al seguente link https://unige.it/commissioni/comitatoperlinclusionedeglistudenticondisabilita. 

PROGRAMMA/CONTENUTO

Circuiti sequenziali

• Flip-Flops, Latches, e registri
• Architettura di riferimento di Moore per la sintesi di circuiti sequenziali 

Gerarchia delle memorie

• Organizzazione delle memorie, località temporale e spaziale
• Memorie SRAM e DRAM
• Principi base e prestazioni delle memorie cache

Processori moderni 

• Pipelining ed hazards nell'architettura Risc-V
• Parallelismo a livello di parola
• Parallelismo a livello di istruzioni
• Processori vettoriali
• Multithreading hardware
• Introduzione alle GPU

TESTI/BIBLIOGRAFIA

David A Patterson John L Hennessy
Struttura e progetto dei calcolatori
Progettare con RISC-V
Seconda edizione italiana
ISBN: 9788808199669

Verrà fornito dai docenti mediante Aulaweb ulteriore materiale quali dispense, manuali e programmi di simulazione.

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

In accordo con il calendario didattico approvato dal Consiglio dei Corsi di Studio in Informatica: https://easyacademy.unige.it/portalestudenti/index.php?view=easycourse&_lang=it&include=corso

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Esame scritto con possibilità di fare compiti parziali sui due moduli a fine semestre, possibilità di sostenere un esame orale, punti bonus per consegne di esercitazioni durante l'anno.

Indicazioni per studenti con certificazione di DSA, di disabilità o di altri bisogni educativi speciali sono disponibili a partire da https://corsi.unige.it/corsi/11964/studenti-disabilita-dsa

ALTRE INFORMAZIONI

Per ulteriori informazioni, consultare il modulo Aulaweb dell'insegnamento o contattare il docente.

Gli studenti con certificazioni valide per Disturbi Specifici dell’Apprendimento (DSA) possono richiedere adattamenti in sede d'esame, con almeno 7 giorni di anticipo rispetto alla data dell’esame, compilando il "modulo richieste adattamenti" (dai servizi online https://modulionline.unige.it/richiesta-adattamenti#no-back) che verrà inviato in automatico dal sistema al/alla docente responsabile dell’insegnamento e al/alla docente referente per gli studenti con disabilità e con DSA della propria Scuola/Area.  

Lo studente riceverà una copia della sua richiesta.