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Calcolatori Elettronici e Reti di Calcolatori
Computer Systems and Networks
Adriano Mancini

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 9
Ore 72
Periodo II
Lingua ITA

Prerequisiti
Conoscenza base del linguaggio C

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze relative alle diverse architetture dei calcolatori mono/multi-processore, alle architetture di rete e relativi protocolli, introducendo anche elementi relativi alla sicurezza digitale. Tali conoscenze, integrando le nozioni acquisite negli insegnamenti di fondamenti di informatica e sistemi operativi, permetteranno di fornire una conoscenza più approfondita dei principi alla base del funzionamento dei moderni sistemi di elaborazione.
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
Al termine del corso lo studente sarà in grado applicare le acquisite conoscenze per: analizzare criticamente varie architetture di calcolatori per futuri progetti; analizzare criticamente le componenti HW, FW, SW che sono coinvolte nella realizzazione di un sistema di elaborazione; analizzare criticamente vari protocolli per la trasmissione di dati nell’ambito delle reti di calcolatori; proporre soluzioni efficienti ed argomentate a problemi complessi; decodificare e valutare i dati contenuti in documenti tecnici come datasheet con particolare riferimento ai micro-controllori micro-processori.
COMPETENZE TRASVERSALI:
Il corso svilupperà la capacità di svolgere analisi progettuali che richiedono un approccio multi-disciplinare considerando l’elevata trasversalità del corso. Grazie allo svolgimento di un lavoro di gruppo gli studenti potranno incrementare le loro abilità comunicative inserendosi in un team e presentando il risultato del lavoro in modo strutturato. Questo consente l’approfondimento di un tema specifico con conseguente sviluppo di capacità di analisi e sintesi di un problema anche complesso trattato nell’ambito del corso.

Programma
Il corso si divide in due parti. Nella prima si intende fornire agli studenti una conoscenza di base sull'architettura dei calcolatori elettronici. Nella seconda si vuole fornire una conoscenza di base sulle reti di calcolatori. Programma Sezione Calcolatori: 1) Architetture dei calcolatori 2) Operazioni logiche in ALU 3) Registri e Cache 4) Bus e loro arbitraggio 5) Istruzioni e microistruzioni 6) Processori (pipeline, superscalare,…) 7) Memoria centrale 8) Memorie di massa 9) Interruzioni e dispositivi di I/O Sezione Reti di calcolatori: 10) Introduzione alle reti di calcolatori 11) Protocolli di comunicazione 12) Livello Fisico 13) Livello di Connessione Dati 14) Livello di Rete 15) Livello di Trasporto

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
La valutazione del livello di apprendimento degli studenti consiste in due prove: - una prova scritta, consistente nella realizzazione di un progetto didattico da presentare contestualmente alla sessione di esame; - una prova orale, consistente nella discussione del progetto didattico realizzato e alcuni temi trattati nel corso sia per la parte attinente ai calcolatori elettronici, prima parte del corso, che alla seconda parte sulle reti di calcolatori. La sufficienza ottenuta nella elaborazione della prova scritta è necessaria al superamento dell'esame e tenuta contestualmente alla prova orale. Le linee guida ed istruzioni per il progetto didattico vengono presentate agli studenti all'inizio del corso e pubblicate sulla pagina del docente. Lo studente concorda con il docente il tema dell'elaborato e l'eventuale gruppo di lavoro. Il lavoro viene tenuto valido per una successiva prova orale, se ripetuta, a discrezione del docente in base alla qualità ed entità dell'elaborato presentato.

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, lo studente deve dimostrare, attraverso le prove prima descritte, di aver ben compreso i concetti esposti nel corso. In particolare la parte di elaborato tematico ha come obiettivo la acquisizione da parte dello studente della capacità di analisi critica sulle realizzazioni esistenti di sistemi di elaborazione in base alle specifiche tecniche disponibili pubblicamente da parte dei produttori. Un altro obiettivo è la capacità dello studente di agire nell'ambito di un gruppo di lavoro, ed attribuirsi un ruolo, per la realizzazione del tema che consisterà principalmente in un rapporto da realizzare in circa 10 ore, dopo uno studio preliminare di circa 10 ore. L'entità dello studio e la numerosità del gruppo di studio viene quindi calibrata secondo queste specifiche di massima. La realizzazione di questo studio permetterà allo studente di avere una base di preparazione sufficiente a sostenere con successo parte dell'esame e costituirà il punto di partenza per la verifica delle nozioni e della cultura nell'ambito dei sistemi di elaborazione, con collegamenti e riferimenti ai temi presentati durante le lezioni. Nell'ambito di un gruppo di lavoro, gli studenti partecipanti dovranno riuscire a gestire le lavorazioni verso l'obiettivo in modo collaborativo, bilanciando le attività e l'impegno individuale, simulando così un contesto diffuso e frequente nella progettazione di gruppo in ambito lavorativo.

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Durante la sessione di esame, lo studente viene dapprima invitato a parlare del suo elaborato. Durante la discussione, vengo posti quesiti e collegamenti con i temi della prima e seconda parte del corso, di crescente difficoltà e dettaglio. Oltre alla conoscenza delle nozioni di base, alla valutazione della accuratezza nello studio del materiale didattico e dei testi, viene in modo incrementale saggiata la capacità lettura critica dei testi, la comprensione profonda dei concetti di base, la cultura tecnica e la creatività e propositività

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
Perché l'esito complessivo della valutazione sia positivo, lo studente deve conseguire almeno la sufficienza, pari a diciotto punti, ottenibile dalla produzione e discussione dell'elaborato scritto di qualità minima insieme alla corretta risposta ad un insieme di domande considerate di base e indispensabili, molto accuratamente segnalate durante le lezioni. Per le attribuzioni di voto superiore alla sufficienza si valuterà la conoscenza e competenza mostratre sia nel progetto che durante la discusione / approfondimento.

Testi consigliati
William Stallings, “Computer Organization and Architecture – Designing for Performance, 9th/ed.”, Pearson Andrew S. Tanenbaum, “Computer Networks 5th/ed”, Pearson

Corsi di laurea

• Ingegneria Informatica e dell'Automazione (Corso di Laurea Triennale (DM 270/04))