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

Lic. Matemática e Ciências da Computação, 2ºano

2002/03

2001/02

 

Avisos | Equipa docente | Objectivos | Programa | BibliografiaCalendarização | Sumários | Avaliação

 


Avisos:

  1. Atendimento colectivo para esclarecimento de dúvidas: os 2 docentes da disciplina estarão disponíveis para esclarecerem eventuais dúvidas dos alunos, no lab. da disciplina, na quinta 13-Fev, 14h30m - 16h00m. (12-Fev-03)

  2. Resultados da avaliação prática e final (provisória): pauta mandada afixar na sexta, 07-Fev-03 (cópia em formato pdf); oral marcada para terça, 11-Fev-03, 14h30m, no Lab. da disciplina (07-Fev-03)

  3. Material de consulta para exame: à semelhança do ano anterior, cada aluno poderá levar 1 (e 1 só) folha A4, manuscrita (original, não serão aceites fotocópias) com qualquer informação que considere necessária para consulta durante o exame. (07-Jan-03)

  4. Estrutura do exame: não muito diferente do ano anterior, embora (i) a componente teórico-prática tenha menos peso este ano, pois parte já foi sujeita a avaliação, e (ii) a matéria teórica leccionada este ano tenha sido um pouco modificada, nomeadamente na avaliação de desempenho; sugere-se, contudo, o estudo dum exame de 2002. (07-Jan-03)  

  5. Ficha de Avaliação 2: está disponível um conjunto de dicas para apoio à preparação para esta ficha; estão também disponíveis ficheiros de texto com os códigos usados nos TPC's 8 e 9: cálculo do clock, combine1_sum_int, versões optimizadas de combine, e o programa geral para cálculo de medições para as várias versões de combine (para soma de inteiros). (12-Dez-02, 14h30m)

  6. Resolução de TPC8: está disponível uma versão com alguns melhoramentos na proposta de resolução do último exercício, com o objectivo de melhor apoiar a resolução do TPC9. (09-Dez-02, 10h20m)

  7. Slides em formato reduzido: alguns dos slides de aulas disponibilizados (agrupados em 4 por página) foram refeitos de modo a que cada slide ocupasse efectivamente 1/4 de página; quem teve dificuldades em ler os anteriores por estarem demasiado pequenos, podem carregá-los de novo.(05-Dez-02)

  8. Alteração às Notas de Estudo: a edição anterior das Notas de Estudo (sobre Introdução aos Sistemas de Computação) foi revista e enriquecida, nomeadamente com uma reordenação das matérias, alguns parágrafos melhorados, e, essencialmente, com 2 novas sub-secções e um novo Anexo. O link existente nos sumários apontam já para a nova versão; quem pretender apenas o novo material para juntar ao anterior, este está condensado aqui. (11-Out-02)

  9. Livro do Bryant: já chegou! O exemplar (único da UM, embora a equipa docente disponha de outro, privado) seguirá para a biblioteca a 14-Out-02 para ser catalogado, e irei dar indicações para que o mesmo seja apenas disponibilizado para consulta nos SDUM (11-Out-02)

 

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Equipa docente

Alberto José Proença
email: aproenca@di.uminho.pt
Horário de atendimento:  Terça 14:00 - 18:00 ; Quarta 09:00 - 11:00

António Manuel Pina
email: pina@di.uminho.pt
Horário de atendimento:  

 

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Objectivos

A Arquitectura de Computadores, enquanto integrada na área científica de Engenharia de Computadores (e da Computação), pode ser vista sob a perspectiva de um engenheiro - como funciona e como se constrói um computador - ou sob a perspectiva de um cientista - como funciona e como tirar partido de um computador.

Pretende-se assim com esta disciplina que os alunos adquiram os conceitos fundamentais relativos ao funcionamento dum computador, complementados com uma utilização consciente e eficiente das suas funcionalidades, nomeadamente:

 

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Programa (proposto no início do ano e efectivamente leccionado)

Organização e estrutura de um computador

Conceito de computador.
Representação da informação no computador: texto, números, informação multimédia e comandos codificados para o processador.
Sistemas de numeração e conversão de bases; representação binária de valores positivos e negativos.
Representação binária de valores reais em vírgula flutuante; a norma IEEE 754.

Análise da estrutura interna dum computador, com destaque para o processador e para a organização da memória.
Análise da execução de instruções num computador.

Níveis de abstracção num computador.
Mecanismos para execução de programas; introdução a um ambiente laboratorial (Intel IA-32 em Linux).

Análise da arquitectura do instruction set

Análise do funcionamento dum processador e respectivo instruction set: operações/operandos, acesso a dados, tipos e formatos de instruções, modelo de programação dum processador.

Análise do nível ISA do Intel IA-32 em Linux: operações aritméticas/lógicas e acesso a operandos, estruturas de controlo presentes em C, funcionamento das funções/procedimentos.

Análise comparativa do modelo de implementação numa arquitectura RISC versus IA-32.

Avaliação do desempenho de computadores

Metodologia de avaliação de desempenho de computadores.
Medição de tempos de execução de programas e respectiva análise prática e crítica.

Factores da arquitectura dum computador que influenciam o seu desempenho.
Breve introdução ao funcionamento dum processador em pipeline e respectivas limitações. 
Organização hierárquica da memória; noção e caracterização da cache.

 

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Bibliografia

Computer Organization and Architecture - Designing for PerformanceWilliam Stallings, Prentice Hall, 5th Ed., 2000

Computer Systems: A Programmer's Perspective (CS:APP), Randal Bryant and David O'Hallaron,  Prentice Hall, 2002

How Computers Work, Ron White, Ziff-Davis Press, September 99

Structured Computer Organization, Andrew S. Tanenbaum, 4th Ed., Prentice Hall, 1999

"Computer Organization and Design: the hardware/software interface", D.Patterson, J.Henessy, Morgan Kaufmann Publishers, 2nd Ed., 1997; traduzido em 
"Organização e Projeto de Computadores: a interface hardware/software",  Livros Técnicos e Científicos Ed. S.A., 2ª ed.,1999

Notas de Estudo diversas disponibilizadas na Web juntamente com os sumários.

Mais detalhes...

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Avaliação

A disciplina de Arquitectura de Computadores está organizada em aulas teóricas (2*1h/sem) e em sessões teórico-práticas (2h/sem). A frequência às aulas teóricas não é obrigatória, mas é recomendada; a participação nas sessões teórico-práticas é obrigatória, existindo controlo de presenças; com mais de 1/3 de faltas o aluno poderá não ser admitido a exame.

As aulas teóricas são utilizadas para se transmitirem os conceitos necessários à compreensão da matéria. O material leccionado nestas aulas é encadeada, pelo que se torna indispensável o seu regular acompanhamento. A avaliação da capacidade de compreensão dos conhecimentos obtidos com o material leccionado nas aulas teóricas é realizada através de exames, e tem 50% do peso da disciplina.

As sessões teórico-práticas têm por objectivo aprofundar e/ou aplicar conceitos adquiridos nas aulas teóricas, incluindo o desenvolvimento de técnicas de programação em linguagem assembly. A prática na utilização destas técnicas de programação adquire-se com a resolução de exercícios e/ou construção de pequenos programas. A avaliação do trabalho desenvolvido ao longo destas sessões tem também 50% do peso da disciplina, repartido por três componentes: 

Os inscritos com estatuto de trabalhador-estudante - ou outros impossibilitados de frequentar as sessões teórico-práticas, devidamente justificados - poderão substituir a componente de avaliação ao longo do semestre (com 20% do peso) por outra alternativa equivalente, desde que dêem conhecimento da sua intenção até ao fim da 3ª semana de aulas, e a justificação seja aceite. 

Resumo dos pesos relativos das diversas componentes de avaliação:

 

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Ultima Modificação: 07-Fev-03