Arquitetura de Computadores I › 40334

código no paco
40334
área científica
Informática / Arquitetura dos Sistemas Computacionais
créditos
8
escolaridade
ensino teórico-prático (TP) - 3 horas/semana
ensino prático e laboratorial (PL) - 2 horas/semana
idioma(s) de lecionação
Português
objectivos
  • Compreender a organização dos computadores digitais.
  • Adquirir familiaridade com a arquitectura de microprocessadores através da programação em assembly.
  • Compreender a estrutura interna dos processadores.
  • Conhecer as formas de representação da informação nos computadores digitais, com relevo para a de representação da informação numérica (inteiros e vírgula flutuante) e as operações aritméticas básicas.
competências
  • Definir genericamente a organização dos computadores digitais.
  • Capacidade de programar computadores digitais em linguagem Assembly.
  • Analisar e interpretar funcionalmente a estrutura interna dos processadores.
conteúdos

1. Organização dos computadores digitais numa perspectiva funcional, através da descrição do repertório de instruções e da programação em assembly.

2. Tradução em assembly dos mecanismos das linguagens de alto nível. O processo de Assemblagem.

3. Aritmética de vírgula fixa e de vírgula flutuante.

4. Estrutura interna básica do processador. Etapas de processamento das instruções.

5. Introdução às arquitecturas de processadores com pipeline.

avaliação
Avaliação discreta:
  • 30.00% TP (prova escrita)
  • 30.00% TP (prova escrita)
  • 18.00% P (prova escrita)
  • 18.00% P (prova escrita)
  • 4.00% P (avaliação nas aulas)
Avaliação Final:
  • 60.00% TP (prova escrita)
  • 40.00% P (prova escrita)
requisitos

Os alunos desta disciplina devem dominar os conteúdos abordados nas seguintes Unidades Curriculares:

  • Programação I
  • Sistemas Digitais
  • Laboratório de Sistemas Digitais
metodologia

As aulas teórico-práticas têm um carácter expositivo, ilustrado, sempre que possível, com exemplos de aplicação.
A componente laboratorial consiste em duas partes:

  1. realização de trabalhos de programação em linguagem assembly de uma arquitectura de referência (MIPS), utilizando um simulador adequado. Como ponto de partida para estes exercícios são usados programas escritos em linguagem C
  2. implementação em VHDL de um datapath simplificado para o MIPS, nas suas versões single-cycle e multi-cycle; para este efeito são usadas placas de desenvolvimento com FPGA e ferramentas de desenvolvimento adequadas, que incluem um simulador funcional

Na componente laboratorial, cada trabalho é elaborado na perspetiva de consolidar os conhecimentos entretanto adquiridos na componente teórica.

bibliografia base
- Computer Organization and Design - the hardware/software interface J.Hennessy, D.A.Patterson, 3rd. Edition, Morgan Kaufmann, 2004 - Slides das aulas
bibliografia recomendada
  • Digital Design and Computer Architecture, 2nd edition, D.M. Harris & S.L. Harris
  • Computer Organization and Design - the hardware/software interface J.Hennessy, D.A.Patterson, Morgan Kaufmann
  • Slides das aulas
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