Arquitectura de Computadores
Objectivos
Compreender a organização e estrutura de um computador e de um microprocessador: os componentes fundamentais e o seu papel no conjunto; Compreender os níveis de abstracção num computador, desde alto nível até à execução de código pelo processador; Dotar os estudantes de conceitos que os permitam programar em linguagem assembly qualquer microprocessador; Compreender como as construções das linguagens de alto-nível são implementadas em linguagem assembly; Introduzir o conceito das excepções e interrupções, nomeadamente nas operações de transferência de dados; Utilizar uma estrutura hierárquica de memória no contexto das arquitecturas de computadores; Microprocessadores (Intel x86, MIPs, i806, Dec Alpha)
Objecto da Aprendizagem (conteúdo programático)
1. Máquinas mecânicas, relays, válvulas, transístores, gates (ASI.1.2)
2. Componentes elementares da Unidade Central de Processamento (ASI.1.5)
3. Desempenho
3.1. benchmarking
3.2. Lei de Moore
3.3. Comparação de microprocessadores
3.4. Lei de Amdhal
4. Níveis de abstracção num computador
4.1. Nível de máquina, assembly, alto-nível
4.2. Tradutores ou conversores de níveis (assemblers, compiladores)
5. Introdução à linguagem Assembly
5.1. Arquitectura do conjunto de instruções e modos de endereçamento x86 (CISC)
5.2. Arquitectura do conjunto de instruções e modos de endereçamento MIPS (RISC)
5.3. Tradução de código de alto-nível para assembler
6. UCP (ASI.1.5)
6.1. Diagrama de blocos de um processador
6.2. Unidade de caminho de dados
6.3. Unidade de controlo
6.4. Ciclo do processador
6.5. Pipelining
7. Hierarquia de memória (ASI.1.)
7.1. Níveis de memória
7.2. Noção de memória principal (RAM, ROM) e de memória secundária
7.3. Noção de memória cache e conceito de hit/miss
7.4. Noção de memória virtual
8. Entrada/Saída
8.1. Portos e memória de E/S
8.2. Barramentos de dados, endereços e controlos
8.3. Transferências de dados por interrupção e DMA
9. Evolução das arquitecturas de computador
9.1. SMP, NUMA
9.2. Processamento vectorial
Processo de Avaliação – Classificação
Exame: 70%; Trabalhos Práticos: 30%
