CODICE 72303 ANNO ACCADEMICO 2024/2025 CFU 6 cfu anno 2 INGEGNERIA ELETTRONICA E TECNOLOGIE DELL'INFORMAZIONE 9273 (L-8) - GENOVA SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/01 LINGUA Italiano SEDE GENOVA PERIODO 1° Semestre MODULI Questo insegnamento è un modulo di: ARCHITETTURE E PROGRAMMAZIONE DEI SISTEMI ELETTRONICI MATERIALE DIDATTICO AULAWEB PRESENTAZIONE Nel corso degli ultimi 50 anni i sistemi elettronici programmabili sono stati protagonisti di una incredibile evoluzione. Nel 1960 un computer occupava un'intera stanza; oggi un computer é piccolo, molto piú potente e in grado di consumare molto meno (smartphone e tablet sono un esempio). Questo insegnamento vuole fornire agli studenti le competenze necessarie per capire ed analizzare questa evoluzione tecnologica. OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI L’insegnamento vuole fornire le conoscenze essenziali per comprendere il funzionamento dei sistemi elettronici basati su microprocessore. Queste tematiche vengono affrontate analizzando gli aspetti architetturali, progettuali e implementativi che caratterizzano le diverse tipologie di processore disponibili sul mercato. OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO La progettazione e realizzazione di un calcolatore digitale richiede essenzialmente di rispettare obiettivi ben definiti in termini di capacità di calcolo, dimensioni, consumi e costi. In tal senso, il calcolatore digitale ospitato in un drone è diverso da quello destinato a un centro di calcolo. Questo insegnamento vuole fornire a studenti e studentesse gli strumenti per comprendere ed analizzare le scelte progettuali e implementative che conducono al raggiungimento dei diversi obiettivi. Allo stesso tempo, si vuole offrire l'opportunità di applicare le conoscenze acquisite affrontando esempi pratici di progettazione dei sistemi digitali; questo scopo viene perseguito attraverso una serie di esercitazioni distribuite lungo il semestre. Gli studenti avranno quindi modo di proseguire percorso di formazione relativo ai sistemi elettronici digitali e alla loro progettazione iniziato nel primo anno, affrontando specificamente gli aspetti legati ai sistemi basati su microprocessori programmabili. Al termine del semestre studentesse e studenti saranno in grado di: - comprendere, descrivere e analizzare l'architettura di un calcolatore digitale; - utilizzare linguaggi di descrizione dell'hardware (VHDL) per progettare e simulare sistemi digitali. MODALITA' DIDATTICHE Il percorso formativo si sviluppa lungo due itinerari. I contenuti dell'insegnamento sono presentati ed esemplificati nelle lezioni frontali che gli studenti sono invitati a frequentare. Inoltre, una serie di esercitazioni pratiche distribuite lungo il semestre mira a favorire la partecipazione attiva di studentesse e studenti proponendo esercizi di progettazione e simulazione di un sistema elettronico digitale utilizzando strumenti professionali. PROGRAMMA/CONTENUTO Il programma è strutturato come segue: 1) Introduzione alla progettazione dei calcolatori digitali: dalla architettura al dispositivo fisico; 2) Il livello tecnologico: il transistor come elemento base per la realizzazione di porte digitali; 3) Definizione e analisi dei parametri fondamentali: capacità di calcolo, consumi, costi, dimensioni; 4) Aritmetica nei sistemi digitali: numeri interi e numeri reali; 5) Livello architetturale: analisi delle scelte progettuali e di architetture commerciali; 6) Dalla architettura al processore: datapath e unità di controllo; 7) Pipeline; 8) Organizzazione gerarchica della memoria. Questo insegnamento, trattando temi di interesse scientifico-tecnologico quali l'evoluzione dell'elettronica e dei microprocessori a supporto della Società e dell'Industria, contribuisce al raggiungimento dei seguenti Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda ONU 2030: 8.2 (Raggiungere standard più alti di produttività economica attraverso la diversificazione, il progresso tecnologico e l’innovazione, anche con particolare attenzione all’alto valore aggiunto e ai settori ad elevata intensità di lavoro) 9.4 (Migliorare entro il 2030 le infrastrutture e riconfigurare in modo sostenibile le industrie, aumentando l’efficienza nell’utilizzo delle risorse e adottando tecnologie e processi industriali più puliti e sani per l’ambiente, facendo sì che tutti gli stati si mettano in azione nel rispetto delle loro rispettive capacità) 9.5 (Aumentare la ricerca scientifica, migliorare le capacità tecnologiche del settore industriale in tutti gli stati – in particolare in quelli in via di sviluppo – nonché incoraggiare le innovazioni e incrementare considerevolmente, entro il 2030, il numero di impiegati per ogni milione di persone, nel settore della ricerca e dello sviluppo e la spesa per la ricerca – sia pubblica che privata – e per lo sviluppo) TESTI/BIBLIOGRAFIA materiale messo a disposizione dal docente su Aulaweb G. Conte, A. Mazzeo, N. Mazzocca, P. Prinetto, Architettura dei Calcolatori, Cittá Studi Edizioni D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Struttura e Progetto dei Calcolatori, Zanichelli S.L. Harris, D.M. Harris, Sistemi Digital e Architettura dei Calcolatori, Zanichelli DOCENTI E COMMISSIONI PAOLO GASTALDO Ricevimento: ricevimento su appuntamento email: paolo.gastaldo@unige.it Commissione d'esame RODOLFO ZUNINO (Presidente) CHRISTIAN GIANOGLIO EDOARDO RAGUSA PAOLO GASTALDO (Presidente Supplente) LEZIONI INIZIO LEZIONI https://corsi.unige.it/9273/p/studenti-orario Orari delle lezioni L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy ESAMI MODALITA' D'ESAME L'esame prevede una prova scritta, che include domande in formato di test a risposta multipla e domande a risposta aperta. Il voto massimo che può essere ottenuto nella prova scritta è 30/30. Il voto ottenuto nella prova scritta non perde mai validità; se uno/a studente/essa ripete lo scritto, automaticamente decade il voto ottenuto nella prova precedente. Durante il semestre gli studenti possono partecipare a due prove intermedie organizzate sotto forma di esercizi pratici da risolvere. Attraverso queste prove si possono accumulare fino a 4 punti che verranno sommati al risultato della prova scritta. Questa regola non si applica a chi dovesse sostenere tre o più volte la prova scritta. Agli studenti con disturbi specifici di apprendimento (DSA) sarà consentita l’adozione di specifiche modalità e supporti che saranno stabiliti caso per caso (si veda la sezione “Altre informazioni”). MODALITA' DI ACCERTAMENTO I risultati di apprendimento raggiunti dallo studente verranno accertati in due fasi 1) Durante il semestre, attraverso le prove intermedie organizzate sotto forma di esercizi pratici da risolvere. Lo studente verrà valutato in base alla capacità di saper utilizzare correttamente gli strumenti concettuali introdotti a lezione. In particolare: la prima prova intermedia valuta le competenze acquisite a metà semestre sugli aspetti architetturali del calcolatore digitale; la seconda prova intermedia valuta le competenze acquisite a fine semestre sull'utilizzo di linguaggi di descrizione dell'hardware (VHDL) per la progettazione e simulazione di un sistema elettronico digitale. 2) A semestre concluso attraverso la prova d'esame. La prova scritta include domande a test e domande a risposta aperta. L'obiettivo è valutare la comprensione degli aspetti teorici/concettuali affrontati a lezione nel corso del semestre e la capacità di comprendere, descrivere e analizzare l'architettura di un calcolatore digitale. La validazione delle competenze si attua in modo progressivo: un gruppo di domande "base" mira a verificare l'acquisizione delle conoscenze fondamentali, requisiti minimi per il superamento dell'esame (18-22) un gruppo di domande di riferimento mira a verificare il livello atteso medio di conoscenza e competenze acquisite dall'insegnamento (23-28) un gruppo di domande selezionato evidenzia la acquisizione di contenuti dii livello elevato elaborati in modo autonomo dallo studente (29-30 e Lode) Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 07/01/2025 10:30 GENOVA Scritto AULA B5, ore 11 04/02/2025 10:30 GENOVA Scritto aula G3B, ore 10:30 10/06/2025 10:30 GENOVA Scritto 09/07/2025 10:30 GENOVA Scritto 02/09/2025 10:30 GENOVA Scritto ALTRE INFORMAZIONI Gli studenti con disabilità o con DSA possono fare richiesta di misure compensative/dispensative per l'esame. Le modalità saranno definite caso per caso insieme al Referente per Ingegneria del Comitato di Ateneo per il supporto agli studenti disabili e con DSA. Gli studenti che volessero farne richiesta sono invitati a contattare il docente dell'insegnamento con congruo anticipo mettendo in copia il Referente per Ingegneria (https://unige.it/commissioni/comitatoperlinclusionedeglistudenticondisabilita.html), senza inviare documenti in merito alla propria disabilità. Agenda 2030 Lavoro dignitoso e crescita economica Imprese, innovazione e infrastrutture