Objetivos
Objetivos
Gerais
- Entender o hardware de
um sistema computacional.
- Entender o
funcionamento dos vários módulos que compõem um
sistema computacional.
- Desenvolver uma
visão crítica sobre os requisitos de desempenho
associados a um sistema computacional.
Objetivos Específicos
- Compreender os
mecanismos básicos de:
- comunicação
entre os vários módulos que compõem um sistema
computacional;
- armazenamento
em memória;
- sequenciamento
de instruções;
- tratamento
de interrupções e operadores aritméticos.
- Compreender as
principais estruturas de hardware de um sistema computacional.
- Conhecer o
impacto de diferentes mecanismos e estruturas no desempenho de um
sistema computacional em diferentes aplicações.
Ementa
- A
Informação e sua representação
(revisão), Tecnologia CMOS, Circuitos Combinacionais
(análise e otimização, projeto,
simulação e síntese), Circuitos Sequenciais
(elementos de memória e análise, projetos,
máquinas de estado, fluxo de controle), Projeto Básico de
um Computador, Dispositivos Embarcados.
Bibliografia
- HARRIS, D. M. and
HARRIS, S. L., Digital Design and
Computer Architecture, 2th edition, Elsevier, 2013.
- WATERMAN,
A.. Design
of the RISC-V Instruction Set Architecture, 2016.
- WATERMAN, A. et al, The
RISC-V Instruction Set Manual Volume II: Privileged Architecture
Version 1.7, 2015.
- MANO,
M. Morris and
KIME, Charles R., Logic and Computer Design Fundamentals, 4th edition,
Pearson Prentice Hall, 2008.
- TANENBAUM,
A.,
Structured Computer Organization, 6th edition, Prentice Hall, 2012.
- STALLINGS,
W., Computer
Organization and Arquitecture, 9th edition, Prentice Hall, 2013.
- MONTEIRO, Inrodução
à Organização
de Computadores, 5ª
Edição, LTC, 2012.
- NULL,
L., LOBUR, J.,
Princípios Básicos de Arquitetura e
Organização de Computadores, Bookman, 2010.
- PATTERSON,
D. A.,
HENNESSY, J. L, Organização e projeto de Computadores: A
Interface hardware/Software, Editora Campus, 2005.
- PATTERSON,
D. A.,
HENNESSY, J. L, Arquitetura de Computadores: Uma Abordagem
Quantitativa, Editora Campus, 2013.
- IDOETA,
I. V. e CAPUANO,
F. G. Elementos de Eletrônica Digital. Editora Érica,
40ª Edição, 2008.
- PANNAIN,R.,
BEHRENS, F.H., Jr., D.P. Organização Básica de
Computadores e Linguagem
de Montagem, 2012.
- Apostilas
e Manuais
Técnicos de Autores/Fabricantes Diversos.
Notas de Aula
- Notas de Aula
01 (.pdf) (Visão Geral da
Computação e
Apresentação da
Disciplina)
- Revisão (Disciplina:
Introdução à Computação 2017.2):
- (A Informação e Sua Representação - Parte I, Sistemas
de Numeração e Conversão de bases) - inteiros e reais
- (A Informação e Sua
Representação - Parte II, Representação de Números Binários com sinal,
inteiros e reais)
- (A Informação e Sua
Representação - Parte III, Operações
Aritméticas em Binário) - Inteiros
- (Conceitos Básicos de Eletrônica Digital,
Parte I, Álgebra de Boole, Portas Lógicas, Circuitos Combinacionais)
- Online
Binary-Decimal Converter (Ferramenta
que realiza conversão binário <-> decimal)
- Notas de Aula 02 (.pdf) (Complementar. Conceitos Básicos, Parte I:
Representação da Informação - Códigos) - Revisão
- Notas de Aula 03 (.pdf) (Complementar, Conceitos Básicos, Parte II: Representação da Informação - Sistemas de Numeração) - Revisão
- Notas de
Aula 04 (.pdf) (Complementar, Circuitos
Combinacionais, Parte I) -
Revisão
- Construção de Portas
Lógicas (Transistores PMOS, NMOS) - Informações Complementares
- Notas de
Aula 05_1 (.pdf) (Organização
Básica de Computadores -
Máquinas Multiníveis)
- Notas de
Aula 05_2 (.pdf) (Organização
Básica de Computadores -
Máquinas Multiníveis - Sistemas Embarcados)
- Notas de Aula 06 Adicional 01 (.pdf) (Linguagem de
Descrição de Hardware, Parte I - Adicional 01)
- Notas de Aula 06 Adicional 02 (.pdf) (Linguagem de
Descrição de Hardware, Parte I - Adicional 02)
- Notas de Aula 07
(.pdf) (Circuitos
Combinacionais, Parte II)
- Notas de Aula 08
(.pdf) (Circuitos
Combinacionais, Parte III)
- Notas de Aula 09 Adicional (.pdf) (Linguagem
de Descrição de Hardware, Parte II)
- Notas de Aula 10 (.pdf) (Circuitos
Sequenciais, Parte I - Conceitos Básicos, Latches e Flip-flops)
- Notas de Aula 11
(.pdf) (Circuitos
Sequenciais, Parte II -
Registradores, Memórias e
Contadores)
- Notas de Aula 11
Complementar (.pdf) (Circuitos
Sequenciais, Parte II -
Contadores Síncronos - Exemplos)
- Notas de Aula 12
(.pdf) (Circuitos
Sequenciais, Linguagem de
Descrição de Hardware, Parte III)
- Assunto
- 2o Exercício de Avaliação
- Notas de Aula
13 (.pdf) (Circuitos
Sequenciais, Parte IV -
Máquina de Estados Finitos)
- Notas de Aula 14_A (.pdf) (Organização
e
Arquitetura Básicas de Computadores, Parte I - A, Processador)
- Notas de Aula 14_B (.pdf) (Organização
e
Arquitetura Básicas de Computadores, Parte I - B, Processador)
- Informação complementar:
- Quadro
Resumo das Instruções (RISC-V): RISCVGreenCardv8-20151013
- Tiny
RISC-V Instruction Set Architecture
- Notas de Aula 14 Exemplos (.pdf) (Organização
e
Arquitetura Básicas de Computadores, Parte I - Exemplos de Código, RISC-V)
- Notas de Aula
15 (.pdf) (Organização
e
Arquitetura Básicas de Computadores (Arquitetura do Conjunto de Instruções -
ISA,
Processador, Parte II: Modos de Endereçamento)
- Notas de Aula
16 (.pdf) (Arquitetura do Conjunto de Instruções -
ISA, Processador, Parte III: Tipos de Instrução,
Interrupção)
- Assunto
- 3o Exercício de Avaliação
- Notas de Aula
17 (.pdf) (Organização
e Arquitetura Básicas de Computadores, Processador, Parte IV: Microarquitetura)
- Notas de Aula 18 (.pdf) (Arquitetura do Conjunto de Instruções - ISA, Processador-Parte IV: Paralelismo)
- Informações adicionais
- http://www.math-cs.gordon.edu/courses/cps343/presentations/HPC_History.pdf
- SX-ACE Processor: NEC’s Brand-New Vector Processor
- http://pt.slideshare.net/IgorFreitas1/computao-paralela-e-otimizao-vetorizao-e-multithreadin
- Notas de Aula 19 (.pdf) (Organização e Arquitetura Básicas de Computadores, Parte II - Memória)
- Notas de Aula 20 (.pdf) (Organização e Arquitetura Básicas de Computadores, Parte III - Dispositivos de Entrada e Saída Interligados) - ADICIONAL
- Notas de Aula 20 Complementar - Adicional (.pdf) (Organização e Arquitetura Básicas de Computadores, Parte III - Dispositivos de Entrada e Saída Interligados) - ADICIONAL
- Notas de Aula - Exercícios (.pdf) (Atualizado em 12/12/18)
- Notas de Aula FIM (.pdf) (Considerações Finais)
Exercícios
- Exercícios de
revisão disponíveis na página da disciplina Introdução à Computação (2018.1)
- Lista de Exercícios Adicional 01 (.pdf)
(Conceitos Básicos de Hardware), Data de Entrega: 22/08/18
- DESAFIO 01: Descrever as
características de cada nível da Máquina Multiníveis apresentada na capa do
livro (Obs.: clicar na capa do
livro)
- Organização Estruturada de Computadores (TANENBAUM, A. S.),
Data
de Entrega: 31/08/18
- Lista de Exercícios 01 (Representação da
Informação)
- Lista de Exercícios 02 (Circuitos
Combinacionais)
- Lista de Exercícios (Prática) - Miniteste
(Circuitos Combinacionais - Simuladores), Data de Entrega:
14/09/18
- Lista de Exercícios 03 (Circuitos Combinacionais)
- Lista de Exercícios (Prática) 02 (Circuitos
Combinacionais - Simuladores), Data de Entrega: 01/10/18 (atualizada)
- Lista de Exercícios - Códigos para Detecção e Correção de
Erros,
Data de Entrega: 01/10/18 (atualizada)
- Lista de Exercícios (Prática) 03 (Circuitos
Sequenciais - Simulador CircuitMaker), Data de Entrega: 26/10/18
- Lista de Exercícios Adicional 03 (Circuitos
Sequenciais - Relógio Digital), ADICIONAL, Data de Entrega:
26/10/18
- Lista de Exercícios 04 (Circuitos Sequenciais)
- Lista de Exercícios 05 (Circuitos
Sequenciais, Máquina de Estados Finitos)
- Lista de Exercícios (Prática) 04 (Circuitos
Sequenciais - Simulador CircuitMaker), ADICIONAL (0,5), Data de Entrega:
25/11/18
- Lista Exercício 06: Implementar um
programa em Assembly (processadores RISC-V e Intel) que apresenta na tela a
mensagem "Hello, World!", Data de Entrega:
31/11/18
- Lista de
Exercícios 07 (Organização
e Arquitetura
Básicas de Computadores - Processador)
- Lista de Exercícios 08 (Organização e
Arquitetura Básicas de Computadores - Processador, Simulador RISC-V), Adicional (0,5), Data de Entrega: 17/12/18
- Lista de Exercícios 09 (Organização e Arquitetura
Básicas de Computadores - Processador)
- ATIVIDADE ADICIONAL: Implementar,
utilizando o simulador SPIKE, um programa no qual ocorre uma
Chamada a Procedimento e uma Exceção. Importante:
enviar o programa e a descrição das ocorrências
(capturar as telas que
destacam a ocorrência da Chamada a Procedimento (com destaque para início e retorno) e da Exceção), Data de Entrega: 10/12/18
- Lista de Exercícios Adicional 04 (Nível da Microarquitetura: Processador RISC-V), Adicional (0,5), Data de Entrega: 17/12/18
- Lista de Exercícios 10 (Organização e Arquitetura Básica de Computadores - Memória)
- Lista de Exercícios 11 (Organização e Arquitetura Básica de Computadores - Memória e Dispositivos de E/S)
- Lista de Exercícios 12 (Organização e Arquitetura Básica de Computadores - Memória Virtual)
- Lista de Exercícios 13 (Pipeline e Memória Cache), Data de Entrega: 19/12/18 (Peso: 1,0 ponto)
- LISTA DE EXERCÍCIOS FINAL (Processador MIPS, Pipeline e Memória Cache), Data de Entrega: 19/12/18 (Peso: 2,0 pontos)
Tutorial Máquina MIPS: clique aqui.
Tutorial para Uso do Pipeline - MIPS: clique aqui.
Versão Linux do Simulador: http://spimsimulator.sourceforge.net/.
Avaliação
Informações Adicionais
|
Endereço eletrônico para
envio dos exercícios: joseanaOAC@gmail.com