Domande + Risposte esame Architettura dei calcolatori

Cap. 1

Da cosa è costituito un calcolatore elettronico?

Un calcolatore elettronico è costituito da tre sottosistemi principali che sono il processore o CPU, la memoria centrale ed un sottosistema di input/output. Il calcolatore elettronico è un sistema numerico, automatico: visto che esegue autonomamente determinate operazioni, è a programma registrabile. Tutte le informazioni trattate da un dispositivo numerico sono espresse da stringhe di bit.

Che cos'è l'algebra booleana?

È nostro obiettivo capire come sono strutturati e come si comportano i nostri circuiti. L'algebra di Boole si occupa di analizzarli e sintetizzarli. Nell'algebra di Boole ritroviamo variabili binarie che possono assumere soltanto valori 0 o 1 e le operazioni base sono contraddistinte dalle porte AND, OR e NOT, che per il teorema di de Morgan prendono il nome di sistema funzionalmente completo in quanto queste sole tre porte sono in grado di generare ogni tipo di circuito.

Come calcoliamo il numero di funzioni avendo n variabili?

Semplicemente seguendo la formula 2²ⁿ, dove n è il numero delle variabili. Es. 1 variabile = 4 funzioni, 2 variabili = 16 funzioni, 3 variabili = 256 funzioni, 4 variabili = 65536 funzioni.

Che cos'è il processore e di cosa si occupa?

Il processore rappresenta la capacità di elaborazione del calcolatore e si occupa dell'esecuzione di un set prefissato di operazioni elementari. Il processore preleva ed esegue istruzioni dalla memoria una ad una. Una sequenza di istruzioni, memorizzate nella memoria centrale, prende il nome di programma.

Che cos'è un mintermine e cos'è invece un maxtermine?

Un mintermine, chiamato anche termine prodotto P, è una clausola di ordine n, in parole povere ci serve per la forma di minimizzazione SOP (sum of product). Un maxtermine, invece, è una somma di n letterali, prende anche il nome di fattore somma S, e ci viene in aiuto sempre nelle minimizzazioni usando la forma POS (product of sum).

Quanti modi per minimizzare i circuiti conosciamo?

Conosciamo tre metodi per minimizzare i circuiti. Il primo è quello delle mappe di Karnaugh dove andiamo a ricercare i sottocubi di area massima. Il secondo è quello di Quine col metodo algebrico, il terzo, ed anche quello più lungo, è quello di McCluskey con il metodo tabellare, nel quale andiamo a verificare passo passo quali bit collassano.

Cap. 2

Che cos'è la codifica a lunghezza fissa?

Parliamo di codifica a lunghezza fissa quando abbiamo la lunghezza del codice che chiamiamo (li) uguale ad m (che rappresenta il numero di posti della stringa codice) costante per tutti gli elementi di T (che è l'alfabeto origine). Per calcolare m dobbiamo fare il log in base k di N che è la cardinalità.

Che cos'è un codice incompleto e cos'è un codice ridondante?

Un codice si dice incompleto se ci sono parole codice non assegnate ad alcun elemento dell'alfabeto origine. In parole povere, se non viene riempito tutto lo spazio che allochiamo per la rappresentazione di un determinato valore. Un codice si dice ridondante quando l > m, quando usiamo più caratteri dell'alfabeto in codice di quanti ne servano effettivamente.

Che cos'è la codifica a lunghezza variabile?

Usiamo la codifica a lunghezza variabile quando gli elementi dell'alfabeto origine non hanno tutti la stessa probabilità di occorrenza. I vantaggi di questa tecnica sono risparmio di spazio nella memorizzazione e risparmio di tempo nella trasmissione.

Che cos'è la rappresentazione decodificata?

La rappresentazione decodificata è una codifica mediante la quale la lunghezza del codice è uguale alla cardinalità dell'insieme da codificare (m = N). Questa è la codifica più semplice ma allo stesso tempo quella più costosa.

Che cos'è il trascodificatore?

Parliamo di trascodificatore quando codifichiamo due volte lo stesso dato con codici diversi. Ce ne rendiamo conto nella tabella di verità del display a 7 segmenti, il quale riceve in ingresso la codifica della cifra da visualizzare e genera le uscite selezionando i segmenti che devono essere accesi sul display per far visualizzare correttamente il simbolo corrispondente.

Che cos'è un decoder (decodificatore)?

Un decodificatore è una macchina che riceve in ingresso una parola codice e presenta in uscita la sua rappresentazione decodificata.

Che cos'è un encoder (codificatore)?

Un codificatore è una macchina che riceve in ingresso una rappresentazione decodificata e fornisce in uscita la parola codice associata.

Che cos'è un multiplexer indirizzabile (MUXL)?

È un multiplexer al quale è associato un decodificatore le cui uscite sono collegate agli ingressi di selezione, ovvero i segnali di abilitazione del MUXL. In questo modo il dato viene individuato da un indirizzo e non da una decodifica. (Abbiamo più ingressi (A, B) ed un'uscita (F)).

Che cos'è una demultiplexer indirizzabile (DMUXL)?

È un DMUXL i cui segnali di abilitazione sono collegati con le uscite di un decodificatore. (Abbiamo un ingresso (D) e più uscite (F0, F1, F2, F3)).

Che cos'è un comparatore?

Il comparatore è una macchina che ha in ingresso due dati A e B ed in uscita rilascia un segnale booleano EQ che alza il suo flag ad 1 se A = B.

Che cos'è il bit di parità e a che serve?

Quando trasferiamo dei dati da una sorgente ad una destinazione si usano codici ridondanti affinché si possano controllare presenze di eventuali errori. Ci affidiamo al controllo con singolo bit di parità ovvero, le parole devono arrivare al destinatario con una lunghezza di bit pari prefissata. Qualora il numero di bit '1' che andiamo a contare non dovesse risultarci un numero pari (bensì dispari), aggiungiamo un bit, che muterà la disparità della stringa codice, in pari.

Che cos'è una rete di parità?

Una rete di parità è una macchina che determina la parità di una parola di n bit. Se il flag P si alza ad 1, il numero è pari. Se il flag resta a 0 è dispari.

Cap. 3

Differenze tra reti combinatorie e reti sequenziali?

Nelle reti combinatorie il valore delle uscite in un determinato istante dipende solo ed esclusivamente dal