CURRICOLO DI SISTEMI DI ELABORAZIONE E TRASMISSIONE DELLE INFORMAZIONI PER ISTITUTI TECNICI INDUSTRIALI CLASSE III Progetto ABACUS GRUPPO n° 3 D’Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 4 MODULI Introduzione allo studio dei Sistemi 2) Principi di Comunicazione 3) Dall’Automa alla Macchina 4) Programmazione dei Microprocessori 1) Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 2 MODULO 1 INTRODUZIONE ALLA TEORIA DEI SISTEMI NUCLEO FONDANTE: STRUTTURAZIONE UNITA’ DIDATTICHE 1.1 Sistemi e Modelli 1.2 Schematizzazione e controllo Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 3 MODULO 1: INTRODUZIONE ALLO STUDIO DEI SISTEMI PREREQUISITI Conoscere gli elementi fondamentali dell’algebra Conoscere il concetto di funzione Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 4 MODULO 1: INTRODUZIONE ALLO STUDIO DEI SISTEMI OBIETTIVI Saper analizzare un sistema di qualsiasi natura Conoscere il processo di simulazione nei suoi passi fondamentali Conoscere la simbologia dell’algebra degli schemi a blocchi Conoscere i principi fondamentali della teoria del controllo Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 5 MODULO 1: INTRODUZIONE ALLO STUDIO DEI SISTEMI CONTENUTI TEORIA ELEMENTARE DEI SISTEMI CON INTRODUZIONE AI CONCETTI DI: MEMEORIA STATO DI UN SISTEMA MODELLI SIMULAZIONE PARAMETRI E DISTURBI PROCESSI ALGEBRA DEGLI SCHEMI A BLOCCHI CONTROLLO E REGOLAZIONE ANALISI QUALITATIVA DEI SISTEMI (STABILITA’ E TEMPO DI RISPOSTA) Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 6 MODULO 1: INTRODUZIONE ALLO STUDIO DEI SISTEMI A B I L I T A’ Saper identificare, classificare, analizzare un sistema e costruirne un modello Eseguire una simulazione mediante un diagramma degli stati Saper costruire uno schema retroazionato Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 7 MODULO 1: INTRODUZIONE ALLO STUDIO DEI SISTEMI STRUMENTI ADEGUATI Diagramma degli stati Tabelle di transizione degli stati Tabelle di trasformazione delle uscite Utilizzo di schemi grafici Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 8 MODULO 2 PRINCIPI DI COMUNICAZIONE NUCLEO FONDANTE: COMUNICAZIONE UNITA’ DIDATTICHE 2.1 La Comunicazione 2.2 Tecniche di trasmissione e protocolli Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 9 MODULO 2: PRINCIPI DI COMUNICAZIONE PREREQUISITI Conoscere i principi elementari dell’aritmetica binaria Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 10 MODULO 2: PRINCIPI DI COMUNICAZIONE OBIETTIVI Conoscere il significato di comunicazione e elementi della catena di comunicazione Saper identificare i tipi di codifica Conoscere le tecniche di trasmissione dei dati Conoscere i protocolli di comunicazione Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 11 MODULO 2: PRINCIPI DI COMUNICAZIONE CONTENUTI COMUNICAZIONE DEI DATI I CODICI CANALI DISTURBATI ERRORI, INDIVIDUAZIONE DEGLI ERRORI E RECUPERO DELL’INFORMAZIONE PROTOCOLLO DI COMUNICAZIONE Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 12 MODULO 2: PRINCIPI DI COMUNICAZIONE A B I L I T A’ Saper affrontare il problema della codifica numerica ed alfanumerica Saper effettuare le conversioni di base e la codifica di un messaggio alfanumerico Saper quantificare ed individuare gli errori di trasmissione Saper applicare i protocolli di comunicazione opportuni Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 13 MODULO 2: PRINCIPI DI COMUNICAZIONE STRUMENTI ADEGUATI Uso di software adeguati per illustrare i concetti di protocollo lo studio degli errori di comunicazione e dei relativi messaggi Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 14 MODULO 3 DALL’AUTOMA ALLA MACCHINA NUCLEO FONDANTE: TECNOLOGICO E STRUTTURAZIONE UNITA’ DIDATTICHE 3.1 La Teoria degli Automi 3.2 La Macchina Programmabile 3.3 L’Architettura di un Elaboratore Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 15 MODULO 3: DALL’AUTOMA ALLA MACCHINA PREREQUISITI Conoscere la teoria dei sistemi Conoscere caratteristiche e problemi della comunicazione Saper costruire i diagrammi degli stati Conoscere le tecniche di trasmissione delle informazioni Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 16 MODULO 3: DALL’AUTOMA ALLA MACHINA OBIETTIVI Saper definire un Automa Saper i principi della logica cablata e programmata Conoscere elementi sincroni ed asincroni (esempio Flip-Flop), contatori e registri Conoscere la struttura di un elaboratore e delle memorie Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 17 MODULO 3: DALL’AUTOMA ALLA MACCHINA CONTENUTI AUTOMI AUTOMI A STATI FINITI AUTOMI UNIVERSALI (MACCHINE A PROGRAMMA) LA STRUTTURA CLASSICA DI UN ELABORATORE: MODELLO DI VON NEUMANN ORGANIZZAZIONE DELLE MEMORIE RAPPRESENTAZIONE DEI DATI IN MEMORIA Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 18 MODULO 3: DALL’AUTOMA ALLA MACCHINA A B I L I T A’ Saper costruire Automi complessi con diagrammi degli stati Saper minimizzare un Automa Saper analizzare i modelli fondamentali di architettura di un elaboratore Saper definire i livelli di un elaboratore Saper rappresentare i dati in memoria Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 19 MODULO 3: DALL’AUTOMA ALLA MACCHINA STRUMENTI ADEGUATI Diagramma degli stati Tabelle di minimizzazione Utilizzo di schemi Software specifici per la rappresentazione dei dati in memoria Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 20 MODULO 4 NUCLEO FONDANTE: PROGRAMMAZIONE DEI MICROPROCESSORI ANALISI, ELABORAZIONE E STRUTTURAZIONE UNITA’ DIDATTICHE 4.1 Organizzazione interna di un microprocessore 4.2 La programmazione a basso livello Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 21 MODULO 4: PROGRAMMAZIONE DEI MICROPROCESSORI PREREQUISITI Conoscere il modello di Von Neumann Conoscere le memorie, il loro uso e la loro struttura Conoscere il concetto di clock Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 22 MODULO 4: PROGRAMMAZIONE DEI MICROPROCESSORI OBIETTIVI Conoscere gli elementi e le caratteristiche degli elementi fondamentali di un microprocessore generico Conoscere le caratteristiche del processore Z80 e dei processori della famiglia x86 Conoscere le tecniche e gli strumenti di debug Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 23 MODULO 4: PROGRAMMAZIONE DEI MICROPROCESSORI CONTENUTI SISTEMI A MICROPROCESSORI I REGISTRI I REGISTRI INTERNI DEL MICROPROCESSORE Z80 E DELLA FAMIGLIA x86 PRELIEVO ED ESECUZIONE DI UNA ISTRUZIONE TIPI DI ISTRUZIONI METODI DI INDIRIZZAMENTO PROGRAMMAZIONE IN LINGUAGGIO MACCHINA O MNEMONICO (ASSEMBLY) SOFTWARE DI BASE PER LO SVILUPPO DI PROGRAMMI A BASSO LIVELLO: ASSEMBLER, LINKER E DEBUGGER Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 24 MODULO 4: PROGRAMMAZIONE DEI MICROPROCESSORI A B I L I T A’ Saper costruire programma in linguaggio a basso livello Saper costruire un programma in linguaggio assembler per Z80 e x86 Saper analizzare un programma Saper usare l’assemblatore Saper eseguire la messa a punto dei programmi Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 25 MODULO 4: PROGRAMMAZIONE DEI MICROPROCESSORI STRUMENTI ADEGUATI Utilizzo di schemi grafici Traduttore Assembler Gruppo n° 3 - D'Andrea, Leo, Muto, Ribattezzato, Rossi, Scianguetta 26