WorksheetsIntroduzione ai Sistemi Digitali
Total questions: 57
Worksheet time: 1hrs 16mins
Qual è il cuore della rivoluzione digitale?
Elettronica digitale
Circuiti analogici
Sistemi meccanici
Chi ha inventato il primo calcolatore meccanico?
Wilhelm Schickard
Blaise Pascal
Charles Babbage
Qual è il primo computer digitale programmabile?
ENIAC
El Capitan
IBM 701
Qual è il peso di ENIAC?
30 tonnellate
50 tonnellate
20 tonnellate
Qual è la potenza consumata da El Capitan?
30 MW
20 MW
40 MW
Qual è la capacità di calcolo di El Capitan?
1.742 exaFLOPs
1.5 exaFLOPs
2 exaFLOPs
Quando è stato realizzato il primo transistor funzionante?
1947
1956
1971
Chi ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisica nel 1956?
William B. Shockley
John Bardeen
Walter H. Brattain
Quando è stato realizzato il primo circuito integrato?
1958
1971
2000
Chi ha ricevuto il Premio Nobel per la Fisica nel 2000?
Jack St. Clair Kilby
Alessandro Paccagnella
Federico Faggin
Quando è stato realizzato il primo microprocessore commerciale?
1971
1989
2002
Qual è la capacità di 1 Exabyte in byte?
10^18 B
10^15 B
10^12 B
Qual è la quantità di informazione generata in un giorno nel 2024?
400 EB
5 Exabytes
2.5 EB/day
Cosa significa 'digitale' in riferimento alla tecnologia?
Pertaining to fingers
Using numerical digits
Both
Che cos'è un sistema digitale?
Un sistema che immagazzina informazioni analogiche.
Un sistema che immagazzina, sposta, trasferisce ed elabora informazioni digitali.
Un sistema che opera solo su segnali analogici.
Qual è la differenza tra segnali digitali e segnali analogici?
I segnali digitali sono continui.
I segnali analogici possono assumere ogni valore all'interno di un certo intervallo.
I segnali digitali non possono essere rappresentati con numeri.
Cosa rappresenta un bit in un sistema digitale binario?
Un valore discreto che può essere solo 1 o 0.
Un valore continuo.
Un valore che può assumere più di due stati.
Qual è il dispositivo di base di ogni circuito digitale?
Resistore
Transistor
Condensatore
Come vengono rappresentate le grandezze fisiche in modo digitale?
Attraverso segnali analogici.
Digitalizzandole, cioè rendendole discrete.
Utilizzando solo numeri interi.
Quali sono gli intervalli di tensione che possono assumere gli ingressi e le uscite del sistema digitale?
Come viene riconosciuto un ingresso come alto o basso?
Qual è la proprietà rigenerativa del sistema digitale?
Come viene rappresentato un segnale continuo nei valori e nel tempo?
Qual è la tolleranza al rumore di un sistema binario rispetto a un sistema digitale multivalore?
Quali sono i vantaggi dei segnali binari rispetto ai segnali multivalore?
Maggiore robustezza in presenza di rumore
Maggiore complessità
Maggiore numero di valori
Minore probabilità di errore
Qual è la funzione principale della CPU?
Gestire i flussi di informazioni
Memorizzare dati
Eseguire operazioni sui dati
Controllare i dispositivi di ingresso
Cosa significa 'embedded' in riferimento ai microcomputer?
Integrato in un sistema complesso
Autonomo
Facile da programmare
Potente
Quali dispositivi possono essere considerati come dispositivi di ingresso?
Tastiera
Stampante
Schermo
Microfono
Qual è la differenza principale tra CPU e GPU?
La CPU gestisce operazioni complesse
La GPU è più veloce
La CPU è più potente
La GPU gestisce solo dati grafici
Qual è la funzione di un interruttore finecorsa?
Dispositivo con input digitale binario
Dispositivo con input analogico
Dispositivo a uscita analogica
Dispositivo a uscita digitale
Cosa produce un altoparlante?
Onde sonore
Tensione elettrica
Segnale digitale
Input analogico
Qual è la funzione di una termocoppia?
Trasformare una differenza di temperatura in tensione
Convertire un segnale elettrico in onde sonore
Fornire un input digitale
Generare un segnale analogico
Qual è il livello di astrazione nella progettazione dei sistemi digitali?
Qual è l'approccio utilizzato nel corso per la progettazione digitale?
Bottom-up
Top-down
Approccio misto
Nessuno dei precedenti
Cosa definiscono gli algoritmi?
Una sequenza finita di istruzioni
Un linguaggio di programmazione
Un sistema operativo
Un insieme di istruzioni elementari
Qual è il ruolo dei linguaggi di programmazione?
Controllano il flusso di esecuzione
Gestiscono l'allocazione delle risorse
Implementano l'algoritmo e producono dati in uscita
Traducendo il programma in linguaggio macchina
Cosa controllano i sistemi operativi?
Il flusso di esecuzione del programma
Le porte logiche
Le microarchitetture
Le istruzioni elementari
Cosa rappresenta l'ISA?
Insieme di istruzioni elementari nel linguaggio macchina
Un linguaggio di programmazione
Un sistema operativo
Un algoritmo
Cosa sono le porte logiche?
Componenti elementari che implementano operazioni logiche
Dispositivi elettronici elementari
Circuiti a livello di transistor
I linguaggi di programmazione
Cosa descrive un circuito a livello di transistor?
Il sistema da un punto di vista elettrico
Le istruzioni elementari
Le porte logiche
Un linguaggio di programmazione
Qual è l'importanza di scegliere il giusto livello di astrazione?
Ottimizzare il progetto
Controllare il flusso di esecuzione
Gestire l'allocazione delle risorse
Definire una sequenza di istruzioni
Cosa fa un linguaggio di programmazione?
Esegue l'addizione tra i valori
Controlla il flusso di esecuzione
Gestisce le porte logiche
Definisce un algoritmo
Cosa rappresenta un circuito dettagliato delle porte logiche?
Ingressi, uscite e connessioni
Un linguaggio di programmazione
Un sistema operativo
Un insieme di istruzioni
Come viene eseguita la somma in un circuito a livello di transistor?
Attraverso movimenti di carica elettrica
Con un linguaggio di programmazione
Controllando il flusso di esecuzione
Gestendo le porte logiche
Definizione delle specifiche: comportamento e funzioni del circuito (descrizione in forma di testo o codice HDL). Le specifiche si astraggono dall’implementazione: rappresentano cosa fa il sistema, non come lo fa
Formulazione: tabelle di verità o equazioni booleane per definire le relazioni logiche tra ingressi e uscite che il sistema deve implementare
Ottimizzazione: minimizzazione del numero di porte logiche ossia del numero di transistor → area di silicio. Vanno anche considerati vincoli come massimo numero di ingressi e uscite di una porta logica, ritardi, clock, ecc. che dipendono dalla tecnologia. E’ un processo iterativo, che spesso va ripetuto dopo la fase di mappatura
Mappatura tecnologica: traduzione del diagramma logico/netlist in uno schema che contiene i componenti realizzabili nella tecnologia scelta
Verifica: controllo della correttezza del design
VHDL (Very high speed integrated circuits Hardware Description Language) è uno dei linguaggi più usati per la progettazione di sistemi digitali
Documentazione di un design
Simulazione del comportamento di un design: studio dell’evoluzione dei segnali per valutare il corretto funzionamento del circuito
Sintesi automatica di un design: passaggio da una descrizione comportamentale a una descrizione a livello di porte logiche, i.e. traduzione del listato VHDL in una rete (netlist) di celle (logic cells) fisicamente realizzabili, che può essere a sua volta usata per produrre un circuito reale
Il VHDL permette la descrizione di un circuito a diversi livelli di astrazione
Behavioral: descrive il comportamento e la funzionalità del sistema, a prescindere dall’effettiva implementazione a livello di componenti → alto livello di astrazione
Structural: descrive il sistema in forma di componenti interconnessi, è equivalente ad uno schematico → basso livello di astrazione
Dataflow: livello di astrazione intermedio tra strutturale e behavioral, descrive il sistema in forma di flusso di dati
