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Questions and Answers
Quali sono le soglie di corrente in uscita indicate nel contenuto?
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Quale delle seguenti affermazioni è vera riguardo la struttura dell'interruttore?
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Come si può individuare la relazione di causa/effetto tra interruttore e lampada?
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Quale macchina fu la prima a essere costruita con un programma elettronico nel 1943?
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Chi ha contribuito alla definizione della 'macchina universale'?
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Quale componente di una macchina general purpose si occupa della memorizzazione dei programmi?
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Cosa rappresenta il termine 'fetch' nel comportamento di una macchina?
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In quale anno è iniziata la costruzione dell'EDVAC?
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Quale fu la principale limitazione della Analogical Engine di Babbage?
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Quali sono le due componenti principali che definiscono il comportamento di una macchina general purpose?
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Quale fase segue immediatamente il caricamento del programma in memoria?
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Qual è il punto di partenza nel procedimento di sintesi?
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Cosa avviene durante il procedimento di analisi?
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Cosa succede salendo di livello nella gerarchia di descrizione?
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Cosa consente di ottenere una descrizione più dettagliata scendendo nei livelli?
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Quale delle seguenti affermazioni è corretta riguardante il progetto di una macchina complessa?
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Qual è il risultato della progettazione top-down?
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Qual è l'effetto di aumentare il livello di astrazione in una macchina complessa?
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Che cosa si definisce nel livello superiore della gerarchia?
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Qual è il compito dell'insegnamento di Reti Logiche?
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Quali argomenti non sono menzionati come parte dello studio delle Reti Logiche?
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Cosa rappresentano le funzioni d'elaborazione in Reti Logiche?
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Quale livello si occupa della coordinazione dei circuiti elettrici ed elettronici?
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Qual è la funzione principale dei segnali in un circuito digitale?
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Cosa significa livello logico nella progettazione di Reti Logiche?
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In quale capitolo si studieranno le modalità di rappresentazione dell'informazione?
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Perché è importante comprendere l'interfaccia tra livello fisico e livello logico?
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Qual è la funzione dei diagrammi ad occhio in elettronica?
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Cosa implica l'aumento della complessità interna di un chip?
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Quale tecnologia di chip era presente nel 1968?
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Che cosa scambia un chip con l'esterno?
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Quali di questi chip ha la maggiore capacità di interruttori nel 1993?
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Cosa caratterizza i piedini metallici di un chip?
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Qual è l'anno in cui è stata introdotta la tecnologia LSI?
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Perché gli standard industriali sono stati modificati più volte?
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Qual è il ruolo del progettista di hardware riguardo alla documentazione di un circuito complesso?
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Quali sono gli elementi fondamentali in un modello di comunicazione?
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Cosa definisce l'alfabeto in un sistema di comunicazione?
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Qual è la forma di rappresentazione dell'informazione utilizzata dalle macchine digitali?
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Qual è la caratteristica fondamentale di una stringa in riferimento alla rappresentazione dell'informazione?
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Come viene rappresentata un'informazione complessa?
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Qual è una delle principali funzioni del canale nella comunicazione?
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Cosa definisce una stringa utilizzata in un sistema di rappresentazione dell'informazione?
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Study Notes
Reti logiche
- Reti logiche: reti di circuiti logici che eseguono operazioni logiche su segnali binari.
- I componenti di base sono le porte logiche.
- Le porte logiche sono circuiti che eseguono operazioni logiche elementari su uno o più ingressi.
- Ogni porta logica ha una tabella di verità che definisce il suo comportamento.
- Le porte logiche possono essere composte in diverse configurazioni per realizzare funzioni più complesse.
Algebra di commutazione
- Algebra di commutazione: sistema matematico che consente di descrivere e manipolare le reti logiche.
- Operazioni logiche elementari: AND, OR, NOT.
- Proprietà dell'algebra di commutazione: commutatività, associatività, distributività, assorbimento, De Morgan.
- Funzioni booleane complete: funzioni che possono rappresentare qualsiasi combinazione di valori di ingresso.
Porte Logiche
-
Porte logiche: i componenti di base di qualsiasi rete logica.
-
Le porte logiche effettuano operazioni logiche su segnali binari.
-
Le principali porte logiche sono:AND, OR, NOT, NAND, NOR.
-
La verità delle operazioni è definita da una tabella di verità.
-
Vari tipi di porte logiche utilizzano ingressi complementari.
Sintesi delle reti combinatorie
- Diagrammi di Karnaugh, un'utile strumento in sintesi logica, per disegnare in modo intuitivo le tabelle di verità e le funzioni di queste reti logiche composte da diversi porte.
- Il metodo delle mappe di Karnaugh: un metodo grafico per semplificare le espressioni booleane e progettare reti logiche ottimizzate.
Reti programmabili
- Un PLA (Programmable Logic Array) e PAL (Programmable Array Logic) sono matrici di porte logiche programmabili.
- Consentono di creare funzioni logiche più complesse rispetto alle porte logiche individuali discrete.
- Le PLA hanno la matrice sia di AND che di OR programmabili dall'utente, mentre le PAL hanno solo la matrice di AND programmabile dall'utente.
Registri e contatori
- I registri sono dispositivi che memorizzano dati binari.
- I contatori sono registri progettati per contare.
- I flip-flop sono blocchi fondamentali per la realizzazione di registri e contatori.
- Diversi tipi di flip-flop (D, JK, T) hanno differenti funzioni di eccitazione.
- La sintesi di registri utilizza porte logiche e flip-flop.
Reti sincrone
- Le reti sincrone impiegano un orologio (clock) per sincronizzare le operazioni.
- La temporizzazione è fondamentale nel loro corretto funzionamento.
- Il diagramma temporale illustra graficamente l'andamento dei segnali nel tempo.
- I flip-flop sono usati per memorizzare lo stato interno della rete.
- Le reti sincrone hanno una struttura più complessa rispetto alle corrispondenti reti asincrone.
Analisi e Sintesi
- L'analisi di una rete combinatoria è il processo per determinare il comportamento di una rete logica data la sua struttura logica.
- La sintesi di una rete combinatoria è il metodo per determinare la rete logica che implementa una data funzione.
- L'utilizzo di mappe di Karnaugh, tabelle di verità e/o metodi algebrici rende possibile ricavare la rete più semplice (che corrisponde alla sintesi minima).
Elaborazione asincrona
- Le reti asincrone non impiegano l'orologio.
- Il loro funzionamento dipende direttamente dai tempi di propagazione dei segnali all'interno della rete combinatoria.
- Hanno un'eventuale alea statica.
- I latch SR, CD, e i flip-flop sono componenti chiave nelle reti asincrone, ma possono generare malfunzionamenti se non presi in considerazione in fase di progettazione.
Reti programmabili (PLD, CPLD, FPGA)
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PLD (Programmable Logic Device), CPLD (Complex Programmable Logic Device), FPGA (Field-Programmable Gate Array): dispositivi in grado di realizzare varie funzioni logiche.
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Questi dispositivi possono essere programmati tramite un programma dedicato appositamente.
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Presentano un'organizzazione a matrice in cui i collegamenti tra le porte logiche possono essere programmati all'interno del dispositivo.
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Si sono dimostrati uno strumento importante per il progettista logico, perché è possibile sperimentare rapidamente e con relativamente poco sforzo diverse configurazioni logiche.
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Altri, possibili argomenti a completamento delle reti logiche:
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Memoria ROM & RAM: uso e classificazione delle memorie programmabili, con particolare riferimento all'uso dei MUX e contatori per l'indirizzo della memoria.
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Uso dei circuiti MSI: circuiti integrati più complessi, esempio: i decoder.
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Linguaggi di descrizione hardware (HDL), per esempio: VHDL e Verilog. Questi linguaggi sono usati per descrivere il comportamento hardware in un modo compatto e formale.
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