Arquitectura de Computadores

Índice das notas de estudo

Alberto José Proença

1997/98/99/00


 

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

 

  1. Organização e arquitectura dum computador
  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

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  1. 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

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  1. 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

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  1. 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

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  1. 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

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  1. Alternativas às arquitecturas RISC genéricas
  1. Modelo RISC versus CISC
  2. Análise de uma alternativa CISC: i86
  3. Arquitecturas dedicadas

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  1. 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

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  1. Arquitectura interna dum processador simples - o datapath
  1. Comentários introdutórios
  2. Construção dos blocos no datapath do MIPS
  3. O datapath completo do MIPS

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  1. Interface do CPU com periféricos
  1. Arquitectura típica dum computador
  2. Barramentos internos num computador
  3. Interface de periféricos com o processador/memória
  4. Funções do SO na comunicação com periféricos
  5. Mecanismos de interrupção
  6. Algumas causas de excepção/interrupção no MIPS
  7. Manuseamento de excepções/interrupções (no MIPS)

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

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  1. 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

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  1. Arquitectura interna dum processador simples - a unidade de controlo
  1. Revisão do datapath
  2. Sinais de controlo no datapath do MIPS
  3. Projecto da unidade de controlo
  4. Implementação da FSM da unidade de controlo
  5. Excepções e interrupções na arquitectura interna
  6. Análise da arquitectura do MIPS (versão reduzida)

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  1. O pipeline na arquitectura dum processador
  1. O datapath do MIPS sem pipeline
  2. Análise dos níveis de pipeline num processador (MIPS)
  3. Dependência de dados numa arquitectura com pipeline (MIPS)
  4. Dependência de controlo numa arquitectura com pipeline (MIPS)
  5. Análise de desempenho numa arquitectura com pipeline e com cache (MIPS)
  6. Análise comparativa de processadores comerciais

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  1. Actividades paralelas em arquitecturas SIxD
  1. Taxonomia de Flynn
  2. Visão do ponto de vista do programador
  3. Implementação de actividades paralelas em SIxD
  4. Paralelismo ao nível da arquitectura do instruction set
  5. Computação vectorial e Array Processors
  6. Processadores super-escalares
  7. Índices da bibliografia referenciada

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  1. Actividades paralelas em arquitecturas MIMD
  1. Arquitecturas MIMD com partilha de memória
  2. Coerência de cache em multiprocessadores
  3. Arquitecturas MIMD com comunicação por mensagem
  4. Topologias físicas de interligação de nodos duma rede

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Anexos

A. Sistemas de numeração e representação de inteiros

  1. Binário puro
  2. Base hexadecimal
  3. Números negativos

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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

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C. Introdução ao MIPS R2000 e ao simulador SPIM

  1. O Processador
  2. Organização da memória
  3. Características MIPS / SPIM
  4. Construção de programas

Índice...

D. Conjunto de instruções do MIPS R2000

Índice...

E. Survey of RISC Architectures

  1. Introduction
  2. Address Modes and Instruction Formats
  3. Instructions: The MIPS Core Subset
  4. Instructions: Multimedia Extensions of the Desktop/Server RISCs
  5. Instructions: Digital Signal Processing Extensions of the Embedded RISCs
  6. Instructions: Common Extensions to MIPS Core
  7. Instructions Unique to MIPS V
  8. Instructions Unique to Alpha
  9. Instructions Unique to SPARC v.9
  10. Instructions Unique to PowerPC
  11. Instructions Unique to PA-RISC 2.0
  12. Instructions Unique to ARM
  13. Instructions Unique to Thumb
  14. Instructions Unique to SuperH
  15. Instructions Unique to M32R
  16. Instructions Unique to MIPS16
  17. Concluding Remarks
  18. Acknowledgments
  19. References