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Tutorial sull'organizzazione e l'architettura del computer

L'organizzazione e l'architettura del computer viene utilizzata per progettare sistemi informatici. L'architettura del computer è considerata come quegli attributi di un sistema che sono visibili all'utente come tecniche di indirizzamento, set di istruzioni e bit utilizzati per i dati e hanno un impatto diretto sull'esecuzione logica di un programma. Definisce il sistema in modo astratto modo, si occupa di cosa fa il sistema.

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L'Organizzazione Informatica, invece, è il modo in cui un sistema deve strutturarsi e sono le unità operative e le interconnessioni tra loro che realizzano le specifiche architetturali, è la realizzazione del modello astratto e si occupa di come implementare il sistema.

In questo tutorial sull'organizzazione e l'architettura del computer imparerai tutti i concetti di base e avanzati come pipeline, controllo microprogrammato, architettura del computer, progettazione delle istruzioni e formato.



Tabella dei contenuti

Istruzioni informatiche di base:

  1. Una semplice comprensione del computer
  2. Problemi di progettazione informatica
  3. Gerarchia a livello di sistema informatico
  4. Architettura del computer e organizzazione del computer
  5. Istruzioni informatiche di base
  6. Diagramma temporale dell'istruzione MOV nel microprocessore
  7. Linguaggio assembly e linguaggio di alto livello
  8. Modalità di indirizzamento
  9. Modalità di indirizzamento basate sulla memoria o basate sul registro
  10. Architettura di Von Neumann
  11. Architettura di Harvard
  12. Interazione di un programma con l'hardware
  13. Computer didattico semplificato (SIC)
  14. Set di istruzioni utilizzato nel computer didattico semplificato (SIC)
  15. Set di istruzioni utilizzato in SIC/XE
  16. RISC e CISC
  17. RISC e CISC | Insieme 2
  18. Classificazione dei processori vettoriali
  19. Registri essenziali per l'esecuzione delle istruzioni
  20. Organizzazione della CPU basata su accumulatore singolo
  21. Organizzazione della CPU basata su stack
  22. Organizzazione generale della CPU basata su registri
  23. Istruzioni di trasferimento dati nel microcontrollore AVR
  24. Istruzioni aritmetiche nel microcontrollore AVR
  25. Istruzioni di salto condizionale nel microcontrollore AVR
  26. Istruzioni CALL e Stack nel microcontrollore AVR
  27. Istruzioni di diramazione nel microcontrollore AVR
  28. Istruzioni logiche nel microcontrollore AVR
  29. Istruzioni per la manipolazione dei dati
  30. Istruzioni per il controllo della macchina
  31. Architettura con parole di istruzioni molto lunghe (VLIW).

Progettazione e formato delle istruzioni:

  1. Diversi cicli di istruzione
  2. Registri essenziali per l'esecuzione delle istruzioni
  3. Istruzioni per la macchina
  4. Formati di istruzione (istruzioni di indirizzo zero, uno, due e tre)
  5. Istruzioni a 2 indirizzi e istruzioni a 1 indirizzo
  6. Istruzioni a 3 indirizzi e istruzioni a 0 indirizzi
  7. Istruzioni a 3 indirizzi e istruzioni a 2 indirizzi
  8. Registra il contenuto e lo stato del contrassegno dopo le istruzioni
  9. Debug di un programma a livello di macchina
  10. Formato delle istruzioni vettoriali
  11. Tipi di istruzioni vettoriali
  12. Previsione delle filiali in Pentium
  13. Dimensione della parola di istruzione
  14. >> Risoluzione dei problemi sul formato delle istruzioni

Aritmetica informatica:

  1. Aritmetica informatica | ALU e percorso dati
  2. Aritmetica informatica | Insieme 1
  3. Aritmetica informatica | Insieme 2
  4. Differenza tra complemento a 1 e complemento a 2
  5. Ripristino dell'algoritmo di divisione per numeri interi senza segno
  6. Divisione non ripristinabile per numeri interi senza segno
  7. Algoritmo di Booth
  8. Overflow nell'addizione aritmetica
  9. Come vengono archiviati in memoria i numeri negativi?
  10. Informatica convenzionale vs informatica quantistica

>> Quiz sulla rappresentazione dei numeri

Controllo microprogrammato:

  1. Microoperazione
  2. Microarchitettura e architettura del set di istruzioni
  3. Tipi di istruzioni di controllo del programma
  4. Differenza tra le istruzioni CALL e JUMP
  5. Unità di controllo cablata o microprogrammata
  6. Implementazione del sequenziatore di microistruzioni
  7. Prestazioni del computer
  8. Unità di controllo e design
  9. Centralina microprogrammata orizzontale Vs Centralina microprogrammata verticale
  10. Confronti tra unità di controllo cablate e micro-programmate
  11. Organizzazione informatica | Sottoprogramma e sue caratteristiche

Organizzazione della memoria:

  1. Introduzione alla memoria e alle unità di memoria
  2. Progettazione della gerarchia della memoria e sue caratteristiche
  3. Differenza tra memoria indirizzabile a byte e memoria indirizzabile a parola
  4. Differenza tra organizzazioni di memoria ad accesso simultaneo e gerarchico
  5. Registra l'assegnazione
  6. Memoria cache
  7. Organizzazione della cache | Set 1 (Introduzione)
  8. Organizzazione della cache multilivello
  9. Codice amichevole per località e cache
  10. Località di riferimento e operazione di cache
  11. Legge di Amdahl e sua dimostrazione
  12. Subroutine, annidamento delle subroutine e memoria dello stack
  13. RAM contro ROM
  14. Qual è la differenza tra cache della CPU e TLB?
  15. Diversi tipi di RAM
  16. Tipi di memoria del computer (RAM e ROM)
  17. Memoria secondaria – Unità disco rigido
  18. Introduzione all'unità a stato solido (SSD)
  19. Operazioni di lettura e scrittura in memoria
  20. Organizzazione della memoria 2D e 2.5D

Sistemi di ingresso e uscita:

  1. Interrupt prioritari | (Polling S/W e collegamento a margherita)
  2. Interfaccia I/O (modalità Interrupt e DMA)
  3. Accesso diretto alla memoria con controller DMA 8257/8237
  4. Sincronizzazione asincrona ingresso-uscita
  5. Interfaccia periferica programmabile 8255
  6. Interfaccia 8255 con microprocessore 8085 per il complemento a 1 e a 2 di un numero
  7. 8255 (interfaccia periferica programmabile)
  8. Sistema microcomputerizzato
  9. Funzionamento del microcomputer a scheda singola basato su 8085
  10. Interfaccia 8254 PIT con microprocessore 8085
  11. Trasferimento dati sincrono
  12. Processore di ingresso-uscita
  13. Comunicazione dell'MPU
  14. I/O mappato in memoria e I/O isolato
  15. Arbitrato BUS

Conduttura:

  1. Parallelismo del livello di istruzione
  2. Esecuzione, fasi e throughput
  3. Tipi e stallo
  4. Dipendenze e pericolo dei dati

Standard numerici IEEE

  1. Numeri in virgola mobile standard IEEE 754

Varie :

  1. Microprocessore
  2. Microprocessore | Operazioni avviate esternamente
  3. Organizzazione bus del microprocessore 8085
  4. Generazioni di computer
  5. Evoluzione dell'Intel x86 e caratteristiche principali
  6. Banca della memoria
  7. Introduzione all'informatica quantistica
  8. Informatica convenzionale vs informatica quantistica
  9. Ripensare il binario con i computer quantistici
  10. La tassonomia di Flynn
  11. Cluster nell'organizzazione dei computer
  12. Elaborazione parallela – array sistolici
  13. Microprocessore PIC 8259
  14. Schema a blocchi del microprocessore 8259
  15. Microprocessore | 8251USART
  16. Evoluzione dei microprocessori
  17. Interazione uomo-computer attraverso i secoli
  18. Porte del computer
  19. Introduzione al calcolo parallelo
  20. Architettura hardware (calcolo parallelo)
  21. Architettura informatica | Multiprocessore e Multicomputer
  22. Diagramma temporale dell'INR M

Programmi:

  1. Programma per la conversione da binario a decimale
  2. Programma per la conversione da decimale a binario
  3. Programma per la conversione da decimale a ottale
  4. Programma per la conversione da ottale a decimale
  5. Programma per convertire da esadecimale a decimale

Link veloci :

  • 'Quiz' sull'organizzazione e l'architettura del computer!
  • “Problemi pratici” sull’organizzazione e l’architettura del computer!