Ministério da Educação
UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
Campus Pato Branco
PLANO DE ENSINO
CURSO 202 - Engenharia Elétrica
MATRIZ
510
FUNDAMENTAÇÃO LEGAL Resolução do COEPP No 155-09 de 10/12/09
DISCIPLINA/UNIDADE CURRICULAR CÓDIGO PERÍODO
ARQUITETURA E ORGANIZAÇÃO DE
AO27EL
COMPUTADORES
7
o
AT
34
CARGA HORÁRIA (aulas)
AP APS AD APCC
Total
34
04
00
00
72
AT: Atividades Teóricas, AP: Atividades Práticas, APS: Atividades Práticas Supervisionadas, AD: Atividades a Distância, APCC: Atividades
Práticas como Componente Curricular.
PRÉ-REQUISITO
EQUIVALÊNCIA
SD25EL
AO26CP
OBJETIVOS
Estudar os componentes de sistemas computacionais atuais (processadores, memória e periféricos) e
investigar as arquiteturas e as relações destes componentes entre si.
EMENTA
Aritmética para computadores; arquiteturas gerais de computadores; arquiteturas RISC e CISC; unidade
central de processamento; unidade lógica e aritmética; instruções e linguagem de máquina; modos de
endereçamento; sistemas de memória; pipeline; mecanismos de interrupção; interface com periféricos;
arquiteturas paralelas e não convencionais.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
ITEM
EMENTA
Arquiteturas gerais de computadores.
1
Aritmética para computadores. Unidade
Lógica e Aritmética.
2
4
5
2.1.
2.2.
Sistemas de memória.
3
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
2.3.
3.1.
3.2.
3.3.
Interface com periféricos. Mecanismos de 4.1.
interrupção.
4.2.
4.3.
4.4.
Unidade Central de Processamento.
Instruções e linguagem de máquina.
Modos de endereçamento. Pipeline.
Arquiteturas RISC e CISC.
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
CONTEÚDO
Histórico dos computadores.
Modelo de Von Neumann.
Componentes e funções dos computadores.
Estruturas de interconexão dos componentes: modelo
de barramento do sistema.
Representação de dados: números de ponto fixo,
números de ponto flutuante e códigos de caracteres.
Aritmética computacional: operações aritméticas para
números de ponto fixo e números de ponto flutuante.
Unidade Lógica Aritmética.
Hierarquia do sistema de memória interna: ROM, RAM
e memória cache.
Conceitos de memória virtual.
Sistemas de memória externa: memória de massa.
Dispositivos externos.
Módulos de E/S.
Interrupções.
Formas de acesso a dispositivos externos: E/S
programada, E/S dirigida por interrupção, acesso direto
à memória.
Organização do processador e de registradores.
Conjunto de instruções: características das instruções,
operandos, operações e modos de endereçamento.
Ciclo de execução de instruções: busca e execução,
interrupções e pipeline.
Arquiteturas CISC e RISC.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Arquiteturas Paralelas e não
Convencionais.
6
6.1. Processadores superescalares.
6.2. Processamento paralelo: múltiplos processadores,
multiprocessadores simétricos, clusters e computação
vetorial.
PROFESSOR
TURMA
André Macário Barros
6CP
ANO/SEMESTRE
2012/1
AT
36
CARGA HORÁRIA (aulas)
APS
AD
4
00
AP
38
APCC
00
Total
78
AT: Atividades Teóricas, AP: Atividades Práticas, APS: Atividades Práticas Supervisionadas, AD: Atividades a Distância.
DIAS DAS AULAS PRESENCIAIS
Dia da semana
Segunda
Número de aulas no
36
semestre
Terça
Quarta
Quinta
Sexta
Sábado
---
38
---
---
---
PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO)
Dia/Mês ou
Conteúdo das Aulas
Semana
Apresentação da disciplina.
Histórico dos computadores.
Modelo de Von Neumann.
Março
Componentes e funções dos computadores.
Estruturas de interconexão dos componentes: modelo de barramento do
sistema.
Organização do processador e de registradores.
Conjunto de instruções: características das instruções, operandos,
operações e modos de endereçamento.
Abril
Ciclo de execução de instruções: busca e execução, interrupções e
pipeline.
Arquiteturas CISC e RISC.
Representação de dados: números de ponto fixo, números de ponto
flutuante e códigos de caracteres.
Maio/Junho
Aritmética computacional: operações aritméticas para números de ponto
fixo e números de ponto flutuante.
Unidade Lógica Aritmética.
Hierarquia do sistema de memória interna: ROM, RAM e memória cache.
Junho/Julho
Conceitos de memória virtual.
Sistemas de memória externa: memória de massa.
Dispositivos externos.
Módulos de E/S.
Junho/Julho
Interrupções.
Formas de acesso a dispositivos externos: E/S programada, E/S dirigida
por interrupção, acesso direto à memória.
Junho/Julho
Arquiteturas paralelas e não convencionais
Número de
Aulas
4
16
18
22
16
2
PROCEDIMENTOS DE ENSINO
AULAS TEÓRICAS
A maioria das aulas teóricas serão expositivas-dialogadas, relatando os conceitos referentes aos
conteúdos da ementa e utilizando sistema multimídia e quadro. Algumas aulas teóricas serão feitas
através da leitura e discussão de textos.
As aulas teóricas são, em geral, expositivas e dialogadas, com pausas para perguntas a serem realizadas pelos alunos
ou, na falta delas, pelo professor, a cada unidade de raciocínio concluída. São compostas pelas seguintes partes: breve
revisão do assunto abordado nas aulas anteriores; verificação - da parte ou do todo - de exercícios propostos da aula
anterior; exposição do tópico principal do encontro; e proposição de exercícios práticos e analíticos a serem realizados
durante e/ou depois da aula. Os principais recursos didáticos previstos será o datashow e o quadro negro.
ATENÇÃO: há partes constituintes do material que estão no idioma inglês.
Não é permitida a saída ou entrada da sala de aula sem o prévio (logo no início da aula ou antes da mesma)
consentimento do professor. Alunos em atraso deverão aguardar pelo início do próximo tempo de aula.
AULAS PRÁTICAS
Durante as aulas práticas os alunos desenvolverão exercícios de fixação dos conteúdos, na forma de lista
de exercícios e aulas de laboratório com o uso de ferramentas de simulação e/ou módulos didáticos.
Também poderão ser realizados trabalhos de pesquisa com temas propostos pelo professor, além da
escrita de artigos científicos e apresentação de seminários.
As atividades práticas, dependendo do conteúdo trabalhado, poderão utilizar os seguintes recursos:
 Plataforma Moodle – Lista de exercícios e material de pesquisa;
 Ferramentas de simulação – ARC, simuladores de hierarquia de memórias (Universidade de
Iowa) e simuladores de memória cache (Universidade de Massachusetts);
 Módulos didáticos da Digilent – modelos Basys2 e Spartan 3E Starter Kit, ambos da Xilinx.
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
Há duas APS (Atividades Práticas Supervisionadas) previstas.
A primeira APS abrangerá conceitos trabalhados nos meses de março e abril e deverá ser entregue neste
período.
A segunda APS abrangerá conceitos trabalhados nos meses de maio a julho e deverá ser entregue neste
período.
A primeira e segunda APS serão detalhadas em edital específico ao longo do semestre.
ATIVIDADES A DISTÂNCIA
Não aplicável.
ATIVIDADES PRÁTICAS COMO COMPONENTE CURRICULAR
Não aplicável.
PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO
Provas dissertativas e/ou objetivas para avaliação dos conteúdos teóricos e conceituais; atividades
práticas presenciais para avaliação dos conteúdos práticos e exercícios; pesquisa, preparação e
apresentação de artigo científico e seminário.
Bimestres Letivos
O conteúdo será trabalhado em dois bimestres letivos:
o
1 bimestre: de 05/03 a 07/05/2012; e
o
2 bimestre: de 09/05/2012 a 11/07/2012.
Avaliação
A avaliação é contínua e composta por:
a) fator disciplinar;
b) participação;
c) atividades; e
d) provas teóricas.
Fator Disciplinar - D:
O fator disciplinar é uma nota que inicia o bimestre em 1,0 e recebe ou não decrementos ao longo do bimestre a
depender de infrações disciplinares cometidas previstas no regimento disciplinar da instituição.
Prova Teórica Bimestral - PRT:
Individual e sem consulta. Não é permitido o uso de aparelhos eletrônicos.
A primeira prova teórica bimestral ocorrerá em 07/05/2012 e a segunda ocorrerá em 02/07/2012.
O conteúdo de cada uma destas provas bimestrais corresponderá ao bimestre que foi concluído. Entretanto o conteúdo
é cumulativo, isto é, o conteúdo do segundo bimestre necessita como pré-requisito o que foi visto no primeiro bimestre.
Atividades – ATV:
São práticas laboratoriais, seminários, trabalhos, testes teóricos e as APS e outras dinâmicas consideradas pelo
professor necessárias ao aprendizado. O professor poderá, a seu critério, designar alguma atividade que esteja sendo
necessária para que determinado aluno compreenda algum aspecto da matéria que lhe esteja sendo deficitário. Cada
uma destas atividades receberá uma nota de zero a dez. Ao final do bimestre, a média aritmética ponderada
(algumas atividades poderão valer mais que outras) destas notas corresponderá à média de atividades.
Participação - PTC: cada aluno recebe uma nota de zero a dez em cada encontro correspondente à sua participação.
Encontro é aqui definido como o conjunto de aulas práticas (2) ou teóricas (2) que ocorrer no dia. O aluno receberá a
nota 10,0 em participação em um encontro se, durante todo este encontro:
a) chegar no horário de início do encontro;
b) sair no horário em que o professor o dispensar os alunos do encontro;
c) não se ausentar da sala durante o encontro;
d) não utilizar note(net)books, celulares ou quaisquer equipamentos eletrônicos durante o encontro, exceto os
momentos em que forem explicitamente solicitados pelo professor durante a aula;
e) não dormir durante o encontro;
f)
não conversar durante o encontro.
Ao final do bimestre, a média aritmética das notas diárias de participação corresponderá à média de participação.
A participação não é frequência, isto é, um aluno pode vir para a aula, o que lhe será assegurado o cômputo de
frequência para a aula em que compareceu a depender do horário. No entanto isto não implica no mesmo ter recebido
nota 10,0 em participação (dependerá dos itens (a) ao (f) supracitados). Ainda: da mesma form a que os conceitos
associados à ética ou à moral de uma pessoa, ou um aluno participa de um encontro ou não participa, ou seja, recebe
10,0 ou zero, respectivamente. Não há, portanto, nota fracionada entre estes valores.
Médias Bimestrais:
Cada média bimestral será obtida através da fórumula:
MB = D  (0,70  PRT + 0,25  ATV + 0,05  PTC )
(1)
onde:
MB é a média bimestral;
D é o fator disciplinar, que varia de 0,0 a 1,0;
PRT é a prova teórica bimestral, que varia de zero a dez;
ATV é a média das atividades, que varia de zero a dez; e
PTC é uma média que corresponderá à participação do aluno nas aulas, que varia de zero a dez.
Média Parcial:
A média parcial é obtida a partir da fórmula:
MP = (MB1  MB2)
0,5
(2)
onde MB1 e MB2 são as médias bimestrais correspondentes aos 1o e 2o bimestres, respectivamente.
MB1 e MB2 são obtidas a partir da equação (2).
ATENÇÃO deverá ser dispensada ao desempenho em ambos os bimestres, pois a média parcial é geométrica!
Frequência:
O número máximo de faltas nesta disciplina é: N = 0,25  (36 + 38 + 4) = 0,25  78 = 19, 5  19.
Média Final:
A média final, MF, valerá a média parcial MP, o caso do aluno ter obtido uma média parcial MP  6,0.
Caso a média parcial esteja abaixo deste valor, o aluno terá direito a realizar a avaliação de recuperação se tiver pelo
menos uma das médias bimestrais estiver acima de 3,6.
Neste caso o cômputo da média final será dada pela fórmula:
0,5
MF = (MMP * NRC )
(3)
onde:
MB é a média final;
MMP é a maior média das duas bimestrais; e
NRC é nota obtida na avaliação de recuperação.
ATENÇÃO: da mesma forma que no cômputo da média parcial MP na equação (2), a média final MF dada pela
equação (3) também é geométrica.
Aprovação/Reprovação
Será considerado aprovado o aluno que tiver:
a) uma média final, MF, igual ou superior a seis; e
b) um número de faltas igual ou inferior a N.
Será considerado reprovado o aluno que:
a) tiver as duas médias parciais, MB1 e MB2, inferiores a 3,6; ou
b) tiver a média final, MF, inferior a 6,0; ou
c) estiver com um número de faltas superior a N.
Prova de Recuperação: será em 09/07/2012, prova escrita e individual, cujo conteúdo é a integralidade das aulas
teóricas e práticas do sem estre letivo.
REFERÊNCIAS
Referências Básicas:
 HENNESSY, John L.; PATTERSON, David A. Arquitetura de computadores: uma abordagem
quantitativa. 4a ed. Rio De Janeiro: Elsevier, 2008. Código: 004.22 H515a 4.ed. - 8 exemplares
disponíveis no acervo do câmpus.
 STALLINGS, W. Arquitetura e Organização de Computadores. 8. Ed. São Paulo: Prentice Hall,
2010.
 TANENBAUM, A. S. Organização estruturada de computadores. 3. ed. Rio de Janeiro:
Prentice Hall, c1992.
Referências Complementares:
 HENNESSY, J. L.; PATTERSON, D. A. Organização e projeto de computadores: a interface
hardware / software. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000.
 MURDOCA, M. J.; HEURING, V. P. Introdução à arquitetura de computadores. Rio de
Janeiro: Campus, 2000.
 SEGAL, B.; NAKAJUNE, C. K.; CELESTINO, S. A. Conhecendo a família 80486: hardware e
software. 10. ed. São Paulo: Érica, 1992.
 TAUB, H. Circuitos digitais e microprocessadores. São Paulo: Ed. UTFPR, c1984. xv, 510 p.
 ZELENOVSKY, R.; MENDONÇA, A. PC: um guia prático de hardware e interfaceamento. 2.
ed. rev. atual. Rio de Janeiro: MZ, 1999.
ORIENTAÇÕES GERAIS
Assinatura do Professor
Assinatura do Coordenador do Curso