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

 

Alberto José Proença

Lic. Matemática e Ciências da Computação, 2ºano

1998/99

 

Notas de estudo

Nota introdutória | Bibliografia básica | Índice

 

Nota introdutória

Este documento contém apontadores para os textos de apoio ao funcionamento de diversas disciplinas das licenciaturas de informática da UM que abordem o tema da arquitectura de computadores, nomeadamente as seguintes leccionadas desde 1995/96:

Os textos de apoio às aulas teóricas disponibilizados na Internet complementam apenas a bibliografia básica recomendada, não pretendendo substitui-la, mas tão somente resumindo os aspectos considerados essenciais durante a leccionação da matéria; i.e., os textos são uma versão mais elaborada dos acetatos apresentados nas aulas, mas na maioria dos casos sem figuras (apenas com indicação da localização das figuras nos textos referenciados).

Os apontadores para os textos de apoio ao funcionamento das sessões teórico-práticas são na maioria dos casos informação complementar e listas com exercícios propostos, eventualmente enriquecidos com notas introdutórias aos mesmos (cópias de acetatos, na maioria dos casos) e com algumas sugestões de resolução dos exercícios.

Para cada uma das disciplinas acima referidas, apenas será leccionada parte do material da bibliografia básica, sendo-o indicado nos sumários (informação na página Web da respectiva disciplina).

O índice da componente teórica aqui apresentado não está completo, pois apenas contém informação detalhada sobre os módulos relevantes para a disciplina de Arquitectura de Computadores para MCC (os capítulos 1 a 11, exceptuando parte do 6, e o 8 e o 9). Cada uma das entradas do índice relevantes para esta disciplina são um link para um ficheiro HTML com o respectivo conteúdo.

Este índice irá sendo actualizado ao longo do semestre.

 

Bibliografia básica

"Computer Organization and Design: the hardware/software interface"

D. Patterson, J. Hennessy, Morgan Kaufmann Publishers, 2nd Ed., 1997

Para mais informações sobre o livro e respectivo conteúdo sugere-se consulta à página Web da editora .

 

Índice

Componente Teórica:

1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | AnexoA | AnexoB | AnexoC

Componente Teórico-Prática

 

 

Componente Teórica

  1. Organização e arquitectura dum computador
    2.
    1. Representação da informação no computador
    2. Funcionamento básico dum computador
    3. Estrutura do processador
    4. Níveis de abstracção num computador
    5. Tradutores ou conversores de níveis
    6. Estrutura interna dum computador

    Índice...

  2. Análise do funcionamento do CPU dum computador
    1. Operações num processador
    2. Localização dos operandos
    3. Formato das instruções
    4. Instruções para tomada de decisões

    Índice...

  3. Mecanismos para execução de programas
    1. Edição do programa fonte e sua tradução para níveis mais baixos
    2. Ligação de ficheiros objectos num executável
    3. Análise detalhada um exemplo
    4. Formato dum ficheiro objecto e dum executável
    5. Utilização da memória e papel dos loaders

    Índice...

  4. Modelo de programação dum processador
    1. Conjunto de instruções presente num processador RISC
    2. Registos visíveis ao programador
    3. Convenção na utilização dos registos do MIPS
    4. Modos de acesso aos operandos
    5. Instruções de input/output
    6. Ordenação de bytes numa palavra

    Índice...

  5. Metodologia de construção de programas em assembly
    1. Instruções para transferência de informação
    2. Operações aritméticas e lógicas
    3. Instruções para controlo de fluxo
    4. Implementação de estruturas de controlo de HLL
    5. Suporte à invocação de procedimentos/funções
    6. Passos a seguir na construção de um programa em assembly
    7. Sub-conjunto de instruções do MIPS

    Índice...

  6. Alternativas às arquitecturas RISC genéricas
    1. Uma arquitectura CISC (ix86)

    Índice...

  7. Computação aritmética
    1. Adição e subtracção
    2. Operações lógicas
    3. Construção de uma Unidade Lógica e Aritmética (ALU)
    4. Multiplicação e divisão de inteiros
    5. Representação de valores fp (IEEE 754)
    6. Adição e subtracção com vírgula flutuante

    Índice...

  8. Arquitectura interna dum processador simples - o datapath

    Índice...

  9. Interface do CPU com periféricos

    Índice...

  10. Medição do desempenho de computadores
    1. Métricas
    2. Selecção de programas para o cálculo do desempenho
    3. SPEC Benchmark suite
    4. TPC Benchmark suite

    Índice...

  11. Hierarquia de memória
    1. Princípio da Localidade
    2. Alternativas de implementação: cache, memória virtual, disco
    3. Propriedades da hierarquia de memória
    4. Conceitos associados a cada nível da hierarquia
    5. Objectivos da hierarquia de memória
    6. Caracterização quantitativa de níveis da hierarquia
    7. Análise da estrutura de uma cache

    Índice...

  12. Arquitectura interna dum processador simples - a unidade de controlo

    Índice...

  13. O pipeline na arquitectura dum processador

    Índice...

  14. Actividades paralelas em arquitecturas SIxD

    Índice...

  15. Actividades paralelas em arquitecturas MIMD

    Índice...

 

Anexos

A. Sistemas de numeração e representação de inteiros

Índice...

B. Representação de reais em vírgula flutuante
    1. Notação científica
    2. Normalização na representação
    3. Intervalo e precisão de valores representáveis
    4. Formato binário dum valor em fp
    5. O bit escondido
    6. A norma IEEE 754 para valores em fp

Índice...

C. Introdução ao MIPS R2000 e ao simulador SPIM

Índice...

 

 

 

Componente Teórico-Prática

  1.  Tabela resumo com o instruction set do MIPS

 

 

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