UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO TECNOLÓGICO DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA Plano de Curso da Disciplina: INF 09274 – Arquitetura de Computadores I Carga Horária Semanal: Carga Horária Semestral: Teoria 04 Horas 75 Exercícios 00 Créditos 05 Laboratório 01 Ano/Semestre 2013/1 Objetivo: Capacitar os alunos a compreenderem a organização e arquitetura básicas de um computador; em especial, capacitar os alunos a entenderem e analisarem criticamente as opções para definição do conjunto de instruções de uma arquitetura, da estrutura da CPU e dos componentes de memória e barramentos. Ementa: Desempenho das arquiteturas. Conjunto de Instruções. Arquitetura von Neumann. RISC e CISC. Linguagem de Máquina. Formato de instruções. CPU monociclo. CPU’s: barramentos e unidade de controle. CPU multiciclo e pipelined. Memórias: tipos, organização e endereçamento. Hierarquia de Memória. Cache. Interconexão. E/S e interrupções. Programa: 1 – Computadores (7 horas) Níveis de Abstração: do código fonte ao código de máquina Hardware dos Computadores: mouse, display, CPU, discos, conexão à rede Circuitos Integrados 2 – Desempenho dos Computadores (8 horas) Definindo Desempenho Medindo Desempenho O Tempo de Execução de um Programa Unidades para a Medição de Desempenho 3 – Montadores, Ligadores, Carregadores, Compiladores e Interpretadores (5 horas) Montadores Ligadores Carregadores Compiladores Interpretadores 4 – Instruções: A Linguagem da Máquina (15 horas) Operações Básicas Operandos O Formato das Instruções Instruções de Desvio Técnicas de Endereçamento 5 – O Processador (15 horas) Funcionamento básico: ciclo de busca e execução Datapath Implementação de um Processador Monociclo Implementação de um Processador Multiciclo Pipeline Microprogramação Exceções e Interrupções 6 – Aritmética de Computador (8 horas) Números Negativos Adição e Subtração Operações Lógicas Unidade Lógica e Aritmética (Arithmetic Logic Unit – ALU) Hardware de Multiplicação Inteira Hardware de Divisão Inteira Números de Ponto Flutuante Formato padrão IEEE 754 para representação de Ponto Flutuante Hardware para Operações com Números de Ponto Flutuante 7 – Hierarquia de Memória (10 horas) Introdução Caches Memória Virtual Diferentes Configurações de uma Hierarquia de Memória DMA 8 – Entradas e Saídas – Input/Output – I/O (7 horas) Introdução Desempenho de I/O Tipos e Características de Dispositivos de I/O Barramentos Comunicação do Processador com os Dispositivos de I/O Referências: Básica: HENNESSY, J. L.; PATTERSON, D. A. Organização e Projeto de Computadores: A interface hardware/software. Editora Campus/Elsevier. Tradução da 3a Edição americana, 2005. Complementar: HENNESSY, J. L.; PATTERSON, D. A. Computer Architecture: A Quantitative Approach, 4th Edition, 2007 STALLINGS, W. Arquitetura de Computadores, 5ª Edição, Prentice Hall do Brasil. TANENBAUM, A. Arquitetura de Computadores, 5ª Edição, Prentice Hall do Brasil. HowStuffWorks - Learn How Everything Works! URL: http://www.howstuffworks.com/ Metodologia de Ensino: Aulas expositivas utilizando computador, projetor e quadro branco. Demonstração do funcionamento de processadores de interesse via simulação. Aulas ministradas em laboratório para apresentação e desenvolvimento de trabalhos da disciplina e esclarecimento de dúvidas sobre os mesmos. Listas de exercícios de fixação Meios Didáticos Empregados: Quadro branco, computador com projetor multimídia, laboratório de micros, simuladores de processadores disponíveis na Web. Avaliação de Aprendizagem: Três Provas, P1, P2 e P3. Nota = (0,3P1+ 0,35P2 + 0,35P3) Se Nota < 7.0, o aluno deve fazer uma Prova Final, PF. Neste Caso, Nota Final = (Nota+PF)/2 Prof. Celso Alberto Saibel Santos