u n i v e r s i d a d e d o m i n h o - d e p. i n f o r m á t i c a

Arquitectura de Computadores

Luís Paulo Peixoto dos Santos

Lic. Matemática e Ciências da Computação, 2º ano

2000/01

Sumários

Semana: 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13  

 

 

Semana 1

25-09-00 (TP1)

    Não houve aula

27-09-00 (Teórica)

Apresentação.

Metodologia de funcionamento e avaliação. Bibliografia.

Apresentação da página www da disciplina.

27-09-00 (TP2)

    Não houve aula

27-09-00 (TP3)

    Não houve aula

29-09-00 (Teórica)

Representação da informação: bits e bytes.

Organização e estrutura de um computador.

O ciclo fundamental do processador: fetch, decode e execute.

        Acetatos            Notas de Estudo

Semana 2

   2-10-00 (TP1)

Sistemas de numeração: o valor posicional dos algarismos.

Base 2, 10 e 16: conversões.
        Exercícios        Notas de Estudo

   4-10-00 (T)

Estrutura do Computador: registos, ALU, UC e memória.

Análise genérica do funcionamento do data path : busca, descodificação e

execução de alguns tipos de instruções.

 

    Acetatos

   4-10-00 (TP2)

Sistemas de numeração: o valor posicional dos algarismos.

Base 2, 10 e 16: conversões.

   4-10-00 (TP3)

    Não houve aula por falta de comparência de alunos.

   5-10-00 (T)

    Feriado Nacional.

Semana 3

9-10-00 (TP1)

Sistemas de numeração: representação de números negativos.

Representações: sinal+amplitude, em excesso, complemento para 1 e

complemento para 2.

Adições e subtracções em complemento para 2.

 

Exercícios

11-10-00 (T)

    Não houve aula.

11-10-00 (TP2)

Sistemas de numeração: representação de números negativos.

Representações: sinal+amplitude, em excesso, complemento para 1 e

complemento para 2.

Adições e subtracções em complemento para 2.

11-10-00 (TP3)

Sistemas de numeração: representação de números negativos.

Representações: sinal+amplitude, em excesso, complemento para 1 e

complemento para 2.

Adições e subtracções em complemento para 2.

12-10-00 (T)

Funcionamento do processador: o Instruction Set Architecture.

Número e localização dos operandos.

Instruções lógico—aritméticas e instruções de transferência de dados.

Arquitectura load/store.

 

Acetatos              Notas de Estudo

Semana 4

16-10-00 (TP1)

Representação de números em vírgula fixa e flutuante.

Norma IEEE 754.

Exercícios práticos.

Exercícios

18-10-00 (T)

Instruções de controlo de fluxo.

Formato das instruções: R e I

 

Acetatos          Instruction Set do MIPS

18-10-00 (TP2)

Representação de números em vírgula fixa e flutuante.

Norma IEEE 754.

Exercícios práticos.

18-10-00 (TP3)

Representação de números em vírgula fixa e flutuante.

Norma IEEE 754.

Exercícios práticos.

19-10-00 (T)

Formato das instruções: J

Mecanismo de execução de programas: compilador, assembler,

linker e loader.

O formato do ficheiro-objecto e a utilização de memória.

 

Acetatos       Notas de Estudo   

Semana 5

23-10-00 (TP1)

Não houve aula.

25-10-00 (T)

O assembly.

Estrutura do programa: directivas e labels.

Conjunto de instruções e pseudo-instruções.

 

Acetatos      Notas de Estudo

25-10-00 (TP2)

Formato de instruções.

Conversão de programas em assembly para formato binário.

Reverse Engineering: conversão de binário para assembly.

 

Exercícios

25-10-00 (TP3)

Formato de instruções.

Conversão de programas em assembly para formato binário.

Reverse Engineering: conversão de binário para assembly.

26-10-00 (T)

O assembly.

Conjunto de instruções e pseudo-instruções: continuação da aula anterior.

 

Semana 6

30-10-00 (TP1)

Formato de instruções.

Conversão de programas em assembly para formato binário.

Reverse Engineering: conversão de binário para assembly.

1-11-00 (T)

Feriado Nacional.

1-11-00 (TP2)

Feriado Nacional.

1-11-00 (TP3)

Feriado Nacional.

2-11-00 (T)

O assembly.

Conjunto de instruções e pseudo-instruções: continuação da aula anterior.

Semana 7

6-11-00 (TP1)

Não houve aulas.

8-11-00 (T)

Programação em assembly:

Variáveis não estruturadas e estruturas de controlo de fluxo.
    Acetatos      Notas de Estudo

8-11-00 (TP2)

Não houve aulas.

8-11-00 (TP3)

Não houve aulas.

9-11-00 (T)

Programação em assembly:

Variáveis estruturadas (arrays e estruturas)

Semana 8

13-11-00 (TP1)

Não houve aulas.

15-11-00 (T)

Não houve aulas.

15-11-00 (TP2)

Não houve aulas.

15-11-00 (TP3)

Não houve aulas.

16-11-00 (T)

Programação em assembly:

Procedimentos e funções

Semana 9

20-11-00 (TP1)

Codificação de programas em assembly.

Estruturas de controlo de fluxo e variáveis estruturadas.

 

Exercícios

22-11-00 (T)

Invocação de funções:

  . passagem de parâmetros

  . convenção de utilização de registos.

 

Acetatos

22-11-00 (TP2)

Codificação de programas em assembly.

Estruturas de controlo de fluxo e variáveis estruturadas.

22-11-00 (TP3)

Codificação de programas em assembly.

Estruturas de controlo de fluxo e variáveis estruturadas.

23-11-00 (T)

Invocação de funções – continuação.

Análise de um exemplo.

Semana 10

27-11-00 (TP1)

Codificação de programas em assembly.

Invocação de funções.

Exercícios

29-11-00 (T)

Arquitecturas RISC vs. CISC

Diferenças ao nível da arquitectura e microarquitectura.

Introdução ao pipeline.

Acetatos        Notas de Estudo

29-11-00 (TP2)

Codificação de programas em assembly.

Invocação de funções.

29-11-00 (TP3)

Codificação de programas em assembly.

Invocação de funções.

30-11-00 (T)

Arquitecturas RISC vs. CISC – continuação.

Análise de um exemplo de programação.

Semana 11

4-12-00 (TP1)

Codificação de programas em assembly.

Invocação de funções. (continuação).

     Exercícios

6-12-00 (T)

Análise do desempenho.

Selecção de programas de teste: SPEC CPU 2000.

Acetatos        Notas de Estudo

6-12-00 (TP2)

Codificação de programas em assembly.

Invocação de funções. (continuação).

6-12-00 (TP3)

Codificação de programas em assembly.

Invocação de funções. (continuação).

7-12-00 (T)

Análise do desempenho do CPU.

Escolha de métricas: #instruções, CPI e período do relógio.

Aspectos do projecto que afectam estes factores: compilador, memória,

instruction set, superescalaridade.

 

Acetatos

Semana 12

11-12-00 (TP1)

Conversão de programas com pseudo-instruções do MIPS em instruções 

nativas.

     Exercícios

13-12-00 (T)

Não houve aula.

13-12-00 (TP2)

Conversão de programas com pseudo-instruções do MIPS em instruções 

nativas.

13-12-00 (TP3)

Conversão de programas com pseudo-instruções do MIPS em instruções 

nativas.

14-12-00 (T)

A hierarquia de memória – introdução à cache.

Hit rate, miss rate e miss penalty.

Mapeamento directo – informação de controlo.

Mecanismo de leitura e escrita na memória.

Coerência com a memória central: write-through e write-back.

 

Acetatos        Notas de Estudo

Semana 13    

18-12-00 (TP1)

Não houve aula.
    

20-12-00 (T)

A hierarquia de memória.

Organização completamente associativa e n-way set associative..

Estratégias de escrita e substituição.

20-12-00 (TP2)

Não houve aula.

20-12-00 (TP3)

Não houve aula.

21-12-00 (T)

A hierarquia de memória.

Avaliação do desempenho.

Cálculo do tempo de execução: #instruções, CPI, Tciclo

 

Acetatos