Tecnologias de Computadores

Objetivos

Informação disponível em breve.

Programa

Objetivos de aprendizagem:

1. Explicar as formas elementares de representação de informação em formato digital.
2. Analisar a tecnologia de implementação física dos computadores (circuitos aritméticos e lógicos e de memória).
3. Compreender o funcionamento dos sistemas com memória e o funcionamento dos principais dispositivos de armazenamento de informação
4. Introduzir os princípios de funcionamento de um processador moderno e a sua arquitetura geral.
5. Adquirir familiaridade com a arquitetura de processadores através da programação em “assembly”.

Resultados de aprendizagem e competências:

Após completarem a unidade curricular, os estudantes serão capazes de:
1. Descrever e interpretar formatos numéricos básicos;
2. Definir e usar circuitos lógicos combinatórios e sequenciais simples;
3. Explicar a funcionalidade de circuitos lógicos padrão;
4. Descrever os principais subsistemas de um computador;
5. Explicar os princípios básicos da codificação de instruções e modos de endereçamento (arquitetura do conjunto de instruções);
6. Escrever programas simples em linguagem “assembly” com operações aritméticas e booleanas, testes e saltos;
7. Descrever o funcionamento de uma unidade de processamento simples.

Conteúdos programáticos.

1. Representação binária de números inteiros e de fracionários (vírgula flutuante); Códigos binários; Operações aritméticas elementares.
2. Circuitos combinatórios: Portas lógicas elementares; Diagramas lógicos. Circuitos com funções padrão.
3. Circuitos sequenciais: Elementos de memória; registos e contadores.
4. Funções de um computador: Subsistemas (modelo de von Neumann): CPU, memória, periféricos; Modelo concetual da execução de um programa.
5. Linguagem “assembly”: conceitos básicos de programação; Conjunto de instruções (tipos de instruções, modos de endereçamento, codificação); Implementação de controlo de fluxo (testes, saltos condicionais).
6. Unidade de processamento central: Organização lógica de uma CPU e de uma GPU.

Métodos de Ensino

A unidade curricular tem uma componente teórico-prática baseada em aulas de explicação dos diversos temas acompanhados da apresentação de exemplos e respetiva discussão. As aulas práticas laboratoriais incluem a apresentação, análise e resolução de um conjunto de exercícios. Os exercícios de programação em “assembly” e de lógica combinatória propostos serão resolvidos e testados em ambientes de simulação.

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.

Bibliografia

Essencial:
- Morris Mano (2016), Digital Logic And Computer Design, Pearson India. ISBN: 978-9332542525.
- Morgado Dias (2013), Sistemas Digitais: Princípios e Prática, 3ª Edição, FCA.
- William Stallings (2021), Computer Organization and Architecture: Design for Performance, 11th Edition, Prentice-Hall.
- José Delgado, Carlos Ribeiro (2014), Arquitetura de Computadores, 5ª Edição, FCA.

Complementar:
- John Wakerly (2018), Digital Design: Principles and Practices, 5th Edition, Pearson.
- David A. Patterson e John Hennessy (2020), Computer Organization and Design RISC-V Edition: The Hardware Software Interface, Morgan Kaufmann.
- Andrew S. Tanenbaum (2016), Structured Computer Organization, 6th Edition, Pearson India.

Método de Avaliação