Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Alessandro GALDELLI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea - [IT04] INGEGNERIA INFORMATICA E DELL'AUTOMAZIONE First Cycle Degree (3 years) - [IT04] COMPUTER AND AUTOMATION ENGINEERING
Dipartimento: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'InformazioneDepartment: [040040] Dipartimento Ingegneria dell'Informazione
Anno di corsoDegree programme year : 3 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2023-2024
Anno regolamentoAnno regolamento: 2021-2022
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-INF/05 - SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI
Italiano
Italian
Nessuno
None
Lezioni di Teoria: 72 ore
Theory classes: 72 hours
L’insegnamento permette agli studenti di acquisire conoscenze relative alle diverse architetture dei calcolatori mono/multi-processore ai sistemi di cloud computing che sono alla base di moltissimi sistemi distribuiti che richiedono un elevato grado di orchestrazione. 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 anche in ambiti cloud.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di 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; proporre soluzioni efficienti ed argomentate a problemi complessi; decodificare e valutare i dati contenuti in documenti tecnici come datasheet con particolare riferimento ai microcontrollori micro-processori; conoscere gli aspetti delle moderne infrastrutture di cloud computing; valutare IaaS, PaaS, SaaS; analizzare criticamente i servizi di cloud computing; progettare applicazioni in container e loro orchestrazione; progettare soluzioni serverless.
Competenze trasversali.
Il corso svilupperà la capacità di svolgere analisi progettuali che richiedono un approccio multidisciplinare considerando l’elevata trasversalità del corso che comprende le moderne architetture ed organizzazione dei calcolatori con uno sguardo verso i sistemi di cloud computing. 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.
Knowledge and Understanding.
The course enables students to get knowledge of the different architectures of single/multi-processor computers and cloud computing architecture that are widely used to manage distributed and orchestrated applications. This knowledge is integrated in a larger framework with the foundations on computer science and operative systems, driving the student to a thorough understanding of the principles underlying the functioning of modern computer systems also in cloud scenarios.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
At the end of the course the students will be able to apply the acquired knowledge to: critically analyze several architectures of computers for future projects; critically analyze the HW, FW, SW components that are involved in the implementation of a processing/computing system; propose efficient and reasoned solutions to complex problems; decode and evaluate the data contained in technical documents such as datasheets with particular reference to the micro-microprocessor/controller; know the aspects of modern cloud computing infrastructures; evaluate IaaS, PaaS, SaaS; critically analyze cloud computing services; design of apps running in containers and their orchestration; serverless design.
Transversal Skills.
The course enables students to reinforce the ability for system analysis & design that usually requires a multi-disciplinary approach also considering the transversality of the course starting from the modern computer architectures and organization to the cloud computing systems. Small work groups of students will be formed to increase their communication skills becoming part of a team and presenting the result of work in a structured way. This allows the study of a specific theme / topic that develops and enforces analytical and synthesis skills.
Il corso si divide in due parti. Nella prima si intende fornire una conoscenza di base sull'architettura dei calcolatori elettronici. Nella seconda si vuole fornire una conoscenza di base sulle reti di calcolatori.
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) I livelli della pila ISO/OSI
13) Cloud Computing: infrastrutture, virtualizzazioni, automazione, orchestrazione, paradigmi della programmazione, ulteriori aspetti
The course is divided into two parts. The first is intended to give students a basic understanding of the architecture of computers. The second aims to provide a basic understanding of computer networks.
Computers part:
1) Computer Architectures
2) Logic Operations in ALU
3) Registers and Cache
4) Bus and arbitration
5) Instructions and Microinstructions
6) Processors (pipeline, superscalar,.)
7) Central Memory
8) Storage Memory
9) Interrupts and I/O devices
Computer Networks part:
10) Introduction to computer networks
11) Communication protocols
12) The ISO / OSI stack levels
13) Cloud Computing: infrastructures, virtualizations, automation, orchestration, programming paradigms, other aspects
La valutazione del livello di apprendimento si basa su due prove:
- un progetto nel quale lo studente/la studentessa affronta i problemi dell'analisi di requisiti e definizione di architetture di reti di calcolatori e cloud utilizzando quanto introdotto nel corso. Il progetto conduce alla stesura di un elaborato che documenta le attività svolte e i risultati ottenuti;
- una prova orale, consistente nella esposizione di concetti e basi teoriche su uno o più temi trattati nel corso, anche a partire dalle eventuali lacune evidenziatesi nello svolgimento dell'altra prova.
Il progetto può essere svolto in gruppi, composti al massimo da tre membri. Alla prova orale si accede con valutazione sufficiente dell'altra prova. Un progetto sufficiente rimane valido per le sessioni successive.
Per gli studenti/studentesse con disabilità/invalidità o disturbo specifico di apprendimento (DSA), le modalità di esame saranno adattate secondo le linee guida di Ateneo.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Per superare con esito positivo la valutazione dell'apprendimento, lo studente/la studentessa 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 l'acquisizione da parte dello studente/della studentessa 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 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. Nella prova orale lo studente/la studentessa deve dimostrare di aver ben compreso i concetti esposti nel corso, espressi con linguaggio tecnico corretto.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Durante la sessione di esame, lo studente/la studentessa viene dapprima invitato/a a parlare del suo elaborato. Durante la discussione, vengono 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 dell'accuratezza nello studio del materiale didattico e dei testi, viene in modo incrementale saggiata la capacità di lettura critica dei testi, la comprensione profonda dei concetti di base e la cultura tecnica.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Perché l'esito complessivo della valutazione sia positivo, lo studente/la studentessa deve conseguire almeno la sufficienza, pari a diciotto punti su un massimo di trenta, 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. Per le attribuzioni di voto superiore alla sufficienza si valuterà la conoscenza e competenza dimostrate sia nel progetto che durante la discussione / approfondimento.
Learning Evaluation Methods.
The assessment of the students' learning level is based on two tests:
- a project in which the student faces the problems of requirements analysis and definition of computer network and cloud architectures using what is introduced in the course. The project leads to the drafting of a paper that documents the activities carried out and the results obtained;
- an oral test, consisting in the presentation of concepts and theoretical bases on one or more topics covered in the course, also starting from any gaps highlighted in the performance of the other tests.
The project can be carried out in groups, consisting of a maximum of three students. The oral exam is accessed with sufficient assessments of the other exam. A sufficient project remains valid for subsequent sessions.
For students with a disability or specific learning disorder (SLD), examination arrangements will be adapted according to the University guidelines.
Learning Evaluation Criteria.
To successfully pass the assessment of learning, the student must demonstrate, through the tests described above, that he / she has well understood the concepts presented in the course. In particular, the thematic part has as its objective the acquisition by the student of the ability of critical analysis on the existing realizations of processing systems based on the technical specifications available publicly by the producers. Another objective is the student's ability to act within a working group, and to assign himself a role, for the realization of the theme which will mainly consist of a report to be carried out in about 10 hours, after a preliminary study of about 10 hours. In the oral exam, the student must demonstrate that they have well understood the concepts presented in the course, expressed with correct technical language.
Learning Measurement Criteria.
During the exam session, the student is first invited to talk about his paper. During the discussion, questions and links are asked with the topics of the first and second part of the course, of increasing difficulty and detail. In addition to the knowledge of the basic notions, the evaluation of the accuracy in the study of the didactic material and the texts, the critical reading ability of the texts, the deep understanding of the basic concepts and the technical culture are incrementally tested.
Final Mark Allocation Criteria.
For the overall outcome of the assessment to be positive, the student must achieve at least the sufficiency, equal to eighteen points out of a maximum of thirty, obtainable from the production and discussion of the written paper of minimum quality together with the correct answer to a set of questions considered. basic and indispensable. For the attributions of marks higher than sufficiency, the knowledge and competence demonstrated both in the project and during the discussion / in-depth analysis will be assessed.
William Stallings: “Computer Organization and Architecture – Designing for Performance, 11th/ed.”, Pearson, ISBN: 9781292420103
Andrew S. Tanenbaum, Nick Feamster, David Wetherall: “Computer Networks, 6th/ed.", Pearson, ISBN: 9781292374062
Douglas E. Comer: "The Cloud Computing Book", Taylor & Francis, ISBN: 9780367706807
Materiale didattico disponibile sul sito https://learn.univpm.it
William Stallings: “Computer Organization and Architecture – Designing for Performance, 11th/ed.”, Pearson, ISBN: 9781292420103
Andrew S. Tanenbaum, Nick Feamster, David Wetherall: “Computer Networks, 6th/ed.", Pearson, ISBN: 9781292374062
Douglas E. Comer: "The Cloud Computing Book", Taylor & Francis, ISBN: 9780367706807
Teaching materials available at https://learn.univpm.it
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Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2023-2024
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427