OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Comprendere le prestazioni dei programmi sequenziali alla luce delle nozioni acquisite relative al funzionamento delle attuali architetture per quanto riguarda il processore, le gerarchie di memoria, e la cooperazione tra hardware e software in generale. Comprendere l'architettura delle GPU, con riferimento 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.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali (17) , esercitazioni in laboratorio (3), assignment in itinere con consegna e valutazione.
Verranno utilizzati instant polling per autovalutazione e didattica per gruppi e casi/problemi.

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

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

In accordo con il calendario didattico approvato dal Consiglio dei Corsi di Studio in Informatica

Orari delle lezioni

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

ALTRE INFORMAZIONI

Rivolgersi al docente per ulteriori informazioni non comprese nella scheda insegnamento.