La struttura dell’elaboratore: il ciclo macchina e l’architettura x86

Competenze Ciclo del processore (fetch, decode, execute), il set istruzioni della CPU, esecuzione in memoria di programmi, tipologie di istruzioni, architettura x86, BIU, EU
Abilità saper descrivere l’architettura x86 e lo svolgimento di un ciclo del processore, e descrivere l’esecuzione di un semplicissimo programma mediante un pseudo linguaggio Assembly
Conoscenze fetch, decode, execute, registri x86, BIU, EU, set istruzini, semplici istruzioni x86 Continua a leggere “La struttura dell’elaboratore: il ciclo macchina e l’architettura x86”

Programmazione didattica per Sistemi e Reti, classe terza

La programmazione discende direttamente dalle “linee guida ministeriali”, con gli opportuni adattamenti e approfondimenti legati alla particolare scuola in cui lavoro.

In sintesi, gli argomenti affrontati durante l’anno, suddivisi per unità di apprendimento, sono:

Materiali didattici utili per lo studio degli argomenti saranno di volta in volta indicati nelle pagine di approfondimento di ciascuna unità.

La struttura dell’elaboratore, modello logico-funzionale ed elementi tecnologici

Competenze Modello Von Neumann, bus, memoria, microprocessore
Abilità Saper individuare le componenti di un computer e definirne il ruolo, capire le differenze nelle tecnologie disponibili, saper collocare storicamente le tecnologie
Conoscenze modello logico funzionale, famiglia di microprocessori Intel, bus ISA, PCI, memorie RAM, ROM etc etc…, memorie di massa
Ore teo Ore lab Titolo Attività classe Attività laboratorio
2 Il modello logico funzionale presentazione modello VN
2 Evoluzione della tecnologia dei personal computer. Le CPU dall’invenzione del microprocessore al Pentium presentazione con uso di videoproiettore, tabelle e immagini. Uso di componenti hardware da far vedere agli studenti
2 Evoluzione della tecnologia dei personal computer. Le CPU dal Pentium alla tecnologia Core presentazione con uso di videoproiettore, tabelle e immagini. Uso di componenti hardware da far vedere agli studenti
1 Evoluzione: la tecnologia Core presentazione con uso di videoproiettore, tabelle e immagini.
1 Evoluzione: i bus per i PC presentazione con uso di videoproiettore, tabelle e immagini.  Uso di componenti hardware da far vedere agli studenti
1 Evoluzione: memorie (RAM e dispositivi di memorizzazione di massa) presentazione con uso di videoproiettore, tabelle e immagini.  Uso di componenti hardware da far vedere agli studenti
2  La struttura fisica dell’elaboratore Esercitazione di laboratorio: assemblaggio di un PC e riconoscimento delle componenti, inquadrate all’interno dell’architettura di un computer
1 Verifica

Materiali di studio:

  1. Architettura di von Neumann
  2. http://www.youtube.com/watch?v=oqWUYZaaTx0 questo video è molto interessante perchè traccia la storia delle prime macchine da calcolo e fa vedere come si è arrivati al modello di Von Neumann a partire dalla tecnologia meccanica, con la “macchina di Babbage”, ed inoltre ne illustra il funzionamento, il tutto perfettamente inserito nel contesto storico
  3. ) Modello von Neumann in pdf
  4. CPU e ciclo di funzionamento del processore
  5. una CPU smontata e analizzata al microscopio
  6. Evoluzione storica delle principali CPU
  7. ) Cpu multicore: la tecnologia Core
  8. ) il Chipset
  9. ) la motherboard
  10. ) la memoria primaria (o memoria di lavoro )

Capito tutto?

Per controllare la vostra preparazione, provate a rispondere alle seguenti domande (sono simili a quelle che potreste trovare sulla verifica o sentirvi chiedere in una interrogazione)

  1. Descrivete l’architettura di Von Neumann spiegando la funzione che svolgono le varie componenti
  2. La memoria principale è una componente “attiva” o “passiva”? Spiegate perchè
  3. Per quale motivo sono stati introdotti i BUS
  4. A cosa serve il Bus indirizzi
  5. A cosa serve il Bus di Controllo
  6. A cosa serve il Bus Dati
  7. Che sono sono MMU, MAR e MDR? Descrivete in che modo CU e memoria principale interagiscono
  8. Che ruolo svolge la CU (Control Unit)?
  9. Che cosa è un “microprocessore”
  10. Indicate le principali tappe evolutive delle CPU dall’8086 alla tecnologia Core
  11. Che differenza c’è, in termini di quantità massima di memoria indirizzabile, fra una CPU con MAR a 20bit ed una con MAR a 32 bit
  12. Descrivete, a grandi linee, in che modo viene realizzata una CPU
  13. Come è organizzata la “memoria principale” (quali tipi ne esistono, come è diviso lo spazio….)
  14. L’evoluzione delle CPU, negli anni, si è concentrata su tre aspetti, che sono stati migliorati di volta in volta. Quali sono
  15. Supponiamo che vogliamo progettare una nostra CPU, e possiamo scegliere, a parità di velocità complessiva finale, se usare un solo core, a 3 Ghz, oppure due core a 1,5 GHz ciascuno. Quale soluzione è preferibile in termini di consumo energetico? Perchè?
  16. Che cosa è il chipset? Descrivetene le funzioni, facendo riferimento a qualche modello che conoscete
  17. quali funzioni svolge la motherboard
  18. Quali conseguenze ha avuto negli anni ’90 la concorrenza fra AMD e Intel
  19. Descrivete le fasi del “Ciclo del processore”, con particolare riferimento aciò che avviene nei registri della CPU
  20. Indicate il nome dei registri che conoscete e spiegate a cosa servono
  21. Quale è il contenuto del Program Counter?
  22. Da quali parti fondamentali è composta una istruzione per la CPU
  23. Cosa avviene durante la fasedi “Fetch delle istruzioni”

PIC e Linux: 4) La gestione del display LCD

Una delle cose che possono risultare utili sin da subito è la possibilità di visualizzare “qualcosa” con i PIC.

Ad esempio ci piacerebbe poter visualizzare il valroe di una temperatura, o lo stato di alcune porte, e tutto ciò con qualcosa di meglio che non dei semplici LED o dei display a 7 segmenti.

Per tutto questo si rivelano molto utili i display alfanumerici LCD, in quanto sono:

  • economici
  • semplici da usare
  • ricchi di possibili applicazioni

I display LCD alfanumericivengono venduti in diverse forme, ma tutti consentono di visualizzare un certo numero di caratteri (ad esempio 20 caratteri) su una o più righe (in genere si trovano display da 1 riga, 2righe o 4 righe). Continua a leggere “PIC e Linux: 4) La gestione del display LCD”

PIC e Linux: 3) L’uso degli interrupt in SDCC

Cosa siano e come si usano gli interrupt lo abbiamo già visto nella lezione di settorezero sul timer, e maggiori approfondimenti che riguardano gli interrupt a due livelli tipici dei PIC18 li possiamo trovare in quest’altra lezione.

Tuttavia la sintassi con cui si usano gli interrupt nell’SDCC non è documentata molto chiaramente, e per evitarvi di perdere tempo ve la spiego con un esempio:
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