Arquitetura de Computadores

Objetivos

1. Identificar os componentes fundamentais numa arquitetura de computador e o seu papel no conjunto.
2. Identificar e projetar os componentes fundamentais num processador elementar.
3. Aplicar o conceito de interrupção, nomeadamente nas operações de transferência de dados, e escolher a interface externa adequada à ligação com um periférico.
4. Utilizar uma estrutura hierárquica de memória no contexto das arquiteturas de computadores.
5. Programar um computador em linguagem assembly.

Programa

1. Arquitetura e organização de um computador
1.1. Componentes principais - modelo de von Neumann
1.2. História e evolução dos computadores

2. Unidade processamento principal (CPU)
2.1. Unidade de dados: registos e unidades funcionais
2.2. Ciclo de instrução
2.2. Execução das instruções: interrupções, pipelining e paralelismo

3. Unidade de controlo
3.1. Funções e componentes
3.2. Implementações - microprogramação

4. Arquiteturas de processadores
4.1. RISC e CISC
4.2. Multi-core

5. Memórias
5.1. Interna - cache e RAM
5.2. Externa - discos magnéticos, óticos e flash

6. Buses
6.1. Tipos, estrutura e temporização
6.2. Implementações (exemplos)

7. Entradas e saídas
7.1. Módulos e técnicas de E/S
7.2. Interfaces externas - comunicação com os periféricos

8. Linguagem assembly
8.1. Instruções e tipos de dados
8.2. Entrada e saída de dados
8.3. Modos de endereçamento
8.4. Operações lógicas e aritméticas

Métodos de Ensino

As aulas teóricas são expositivas em que se apresentam os conceitos elementares com recurso a exemplos e demonstrações, e se resolvem exercícios teórico-práticos, realizando testes de diagnóstico no final de cada tópico.

As aulas práticas laboratoriais funcionam articuladas com as aulas teóricas e são preenchidas pela montagem de componentes num computador e ligação de periféricos, pela construção de programas em linguagem assembly e pela utilização de uma ferramenta para codificação e teste de programas numa linguagem assembly em particular.

A plataforma de e-Learning Moodle da UAc (em http://moodle.uac.pt) é utilizada como repositório de material pedagógico e didático de apoio à aprendizagem, bem como de plataforma de agendamento, divulgação e promoção de atividades complementares e de gestão dos elementos de avaliação.

AVALIAÇÃO:

Em cada edição da unidade curricular, a avaliação, contínua e periódica, é constituída por uma componente individual teórico-prática que tem peso entre 50% e 70% e uma componente de projeto em grupo que tem peso entre 30% e 50%, ambas com nota mínima de 10 valores.

Bibliografia

Essencial

- José Delgado e Carlos Ribeiro. Arquitectura de Computadores, 5a. Edição. FCA. 2014.
- William Stallings. Computer Organization and Architecture, 11th Edition. Prentice-Hall. 2019.

Complementar

- Andrew S. Tanenbaum. Structured Computer Organization, 6th Edition. Prentice-Hall. 2013.
- Guilherme Arroz et al. Arquitectura de Computadores, 5a. Edição. IST Press. 2009.
- John L. Hennessy and David A. Petterson. Computer Organization and Design. 5th Edition. Morgan Kaufman. 2014.

Método de Avaliação

De acordo com Métodos de Ensino - 100 %