Módulo Arquitectura de Computadores
Alberto José Proença
Lic. Engenharia de Sistemas
e Informática, 1º ano
2001/02
Avisos
1. Não esquecer de fazer o "refresh" desta página sempre que nela entrar!
2. Nova versão da última página do anexo das Notas de Estudo sobre vírgula flutuante (pág. 12), com figuras das várias opções da norma IEEE 754 para representação de reais com precisão simples, aqui (por lapso, apenas foi incluída a 25-Mar-02, ao mesmo tempo que as soluções dos exercícios, aqui)
Data da última modificação: 25-Mar-02
Material de Estudo e Sumários
Material de Estudo
O material de estudo indispensável para este
módulo está compilado, em formato electrónico, em Notas
de Estudo (ficheiro Acrobat - extensão .pdf - e compactado, com 725KB; a nova versão da última
página do anexo sobre vírgula flutuante (pág. 12), encontra-se aqui.).
A versão final dos 3
primeiros capítulos do livro de Bryant (recomendado),está acessível aqui
(em formato .zip).
No fim de cada
sumário será feita uma referência aos capítulos/secções da bibliografia
recomendada e/ou das notas de estudo (NE) disponibilizadas em formato
electrónico; quando for referência a capítulos/secções da bibliografia recomendada,
haverá apenas indicação aos mesmos após indicação do autor principal do
livro (por exemplo, Sta para Stallings, ou Tan para Tanenbaum).
Sumários
Semana 1
18-Fev-02 (T)
Não houve aula (comemorações do dia da UM).
19-Fev-02 (TP1)
Não houve aula (ainda não houve aula teórica de apresentação).
20-Fev-02 (TP2+TP3)
Não houve aula (ainda não houve aula teórica de apresentação).
21-Fev-02 (T)
Apresentação. Introdução ao funcionamento da disciplina: módulos que a
constituem (Arquitectura de Computadores, Sistemas Operativos e Comunicações);
apresentação
da documentação a fornecer (em formato electrónico, e relativo ao ano em
curso, em gec.di.uminho.pt/lesi/csi/) e da metodologia de trabalho e de
avaliação. Inscrição nos turnos práticos.
21-Fev-02 (TP4)
Não houve aula (para sincronização com outras turmas).
22-Fev-02 (TP5)
Não houve aula (para sincronização com outras turmas).
Semana 2
25-Fev-02 (T)
Introdução aos conceitos de "computador" e sua organização
interna. Noção de "informação" no contexto de um computador e
elemento básico de representação da informação (bit).
Material de estudo: NE (Cap.1.1)
26-Fev-02 (TP1)
Representação da
informação no computador utilizando bits: texto e respectivos alfabetos
(introdução ao ASCII 7/8 bits e UNICODE),
informação multimédia (introdução ao pixel, JPEG, MPEG, MP3, ...) e
números (referência a inteiros e reais).
Sistemas de numeração (decimal, binário, octal, hexadecimal) e mecanismos de
conversão de bases.
Material de estudo: Tan (An. A.2 e A.3)
27-Fev-02 (TP2+TP3)
Representação da
informação no computador utilizando bits: texto e respectivos alfabetos
(introdução ao ASCII 7/8 bits e UNICODE),
informação multimédia (introdução ao pixel, JPEG, MPEG, MP3, ...) e
números (referência a inteiros e reais).
Sistemas de numeração (decimal, binário, octal, hexadecimal) e mecanismos de
conversão de bases.
Material de estudo: Tan (An. A.2 e A.3)
28-Fev-02 (T)
Análise da estrutura interna dum computador: o processador, a memória,
módulos de I/O e o sistema de interligação. Representação da
informação no computador: a necessidade de codificação dos comandos para o
processador (noção de instruction set) e sua relação com os
programas de texto escritos em HLL.
Introdução à arquitectura dum processador: o conjunto de registos, as unidades
funcionais e a unidade de controlo.
Material de estudo: NE
(Cap.1.1 e 1.3), Sta (Ch.1.1 e 1.2)
28-Fev-02 (TP4)
Representação da
informação no computador utilizando bits: texto e respectivos alfabetos
(introdução ao ASCII 7/8 bits e UNICODE),
informação multimédia (introdução ao pixel, JPEG, MPEG, MP3, ...) e
números (referência a inteiros e reais).
Sistemas de numeração (decimal, binário, octal, hexadecimal) e mecanismos de
conversão de bases.
Material de estudo: Tan (An. A.2 e A.3)
01-Mar-02 (TP5)
Representação da
informação no computador utilizando bits: texto e respectivos alfabetos
(introdução ao ASCII 7/8 bits e UNICODE),
informação multimédia (introdução ao pixel, JPEG, MPEG, MP3, ...) e
números (referência a inteiros e reais).
Sistemas de numeração (decimal, binário, octal, hexadecimal) e mecanismos de
conversão de bases.
Material de estudo: Tan (An. A.2 e A.3)
Semana 3
04-Mar-02 (T)
Modelo de computação de von Neumann no
funcionamento básico dum computador: modelo de execução de instruções; introdução aos conceitos de registo de
instrução, registo apontador para a próxima instrução, e mecanismo de busca de
instruções à memória - utilizando os barramentos de endereços, controlo e de dados.
Material de estudo: NE (Cap.1.2 e 1.3), Sta (Ch.2.1, 3.1, 3.3 e 3.4)
05-Mar-02 (TP1)
Representação binária de valores
fraccionários.
Representação binária
de valores positivos e negativos (sinal + magnitude, complemento para 1, complemento para
2, e representação por excesso). Resolução de exemplos.
Material de estudo: Sta (Ch.8.2),
Tan (An. A.4); exercícios a resolver antes da próxima aula em TP-Representação_Dados
(n.º 1 a 4)
06-Mar-02 (TP2+TP3)
Representação binária de valores
fraccionários.
Representação binária
de valores positivos e negativos (sinal + magnitude, complemento para 1, complemento para
2, e representação por excesso). Resolução de exemplos.
Material de estudo: Sta (Ch.8.2),
Tan (An. A.4); exercícios a resolver antes da próxima aula em TP-Representação_Dados
(n.º 1 a 4)
07-Mar-02 (T)
Extensão do modelo de funcionamento dum computador aos módulos de I/O: papel
do CPU no seu interface e análise da estrutura interna de um módulo de I/O.
A
hierarquia duma arquitectura de barramentos como resposta a requisitos distintos
de desempenho; introdução ao barramento PCI nesta hierarquia e ao interface
AGP.
Material de estudo: NE (Cap.1.4 e 1.5), Sta (Ch.3.4, 3.5, 6.1 e 6.2)
07-Mar-02 (TP4)
Representação binária de valores
fraccionários.
Representação binária
de valores positivos e negativos (sinal + magnitude, complemento para 1, complemento para
2, e representação por excesso). Resolução de exemplos.
Material de estudo: Sta (Ch.8.2),
Tan (An. A.4); exercícios a resolver antes da próxima aula em TP-Representação_Dados
(n.º 1 a 4)
08-Mar-02 (TP5)
Representação binária de valores
fraccionários.
Representação binária
de valores positivos e negativos (sinal + magnitude, complemento para 1, complemento para
2, e representação por excesso). Resolução de exemplos.
Material de estudo: Sta (Ch.8.2),
Tan (An. A.4); exercícios a resolver antes da próxima aula em TP-Representação_Dados
(n.º 1 a 4)
Semana 4
11-Mar-02 (T)
Níveis de abstracção num computador e mecanismos de conversão. Análise
detalhada dos mecanismos na execução de um programa em C numa arquitectura
IA32.
Material de estudo: NE (Cap.1.6, 2.1 e 2.2)
12-Mar-02 (TP1)
Esclarecimento de dúvidas na resolução de exercícios com binários inteiros.
Representação de valores
reais em vírgula flutuante (noção e vantagens duma normalização); apresentação da norma IEEE 754 na representação de valores em vírgula
flutuante, com análise de exemplos.
Material de estudo: NE (Anexo A), Sta (Ch. 8.4), Tan (An. B);
exercícios a resolver antes da próxima aula em TP-Representação_Dados
(n.º 5 a 8); nova pág. 12 de NE aqui; material a ler para discussão/diálogo na próxima aula: H1
e H2, 565KB)
13-Mar-02 (TP2+TP3)
Esclarecimento de dúvidas na resolução de exercícios com binários inteiros.
Representação de valores
reais em vírgula flutuante (noção e vantagens duma normalização); apresentação da norma IEEE 754 na representação de valores em vírgula
flutuante, com análise de exemplos.
Material de estudo: NE (Anexo A), Sta (Ch. 8.4), Tan (An. B);
exercícios a resolver antes da próxima aula em TP-Representação_Dados
(n.º 5 a 8); nova pág. 12 de NE aqui; material a ler para discussão/diálogo na próxima aula: H1
e H2, 565KB)
14-Mar-02 (T)
Análise detalhada dos diversos passos na execução de um programa em C numa
arquitectura tipo Pentium, com destaque para a circulação de informação
entre os diversos módulos dum computador. Introdução aos conceitos de
hierarquia de memória e de cache.
Material de estudo: NE (Cap. 2.3 a 2.5)
14-Mar-02 (TP4)
Esclarecimento de dúvidas na resolução de exercícios com binários inteiros.
Representação de valores
reais em vírgula flutuante (noção e vantagens duma normalização); apresentação da norma IEEE 754 na representação de valores em vírgula
flutuante, com análise de exemplos.
Material de estudo: NE (Anexo A), Sta (Ch. 8.4), Tan (An. B);
exercícios a resolver antes da próxima aula em TP-Representação_Dados
(n.º 5 a 8); nova pág. 12 de NE aqui; material a ler para discussão/diálogo na próxima aula: H1
e H2, 565KB)
15-Mar-02 (TP5)
Esclarecimento de dúvidas na resolução de exercícios com binários inteiros.
Representação de valores
reais em vírgula flutuante (noção e vantagens duma normalização); apresentação da norma IEEE 754 na representação de valores em vírgula
flutuante, com análise de exemplos.
Material de estudo: NE (Anexo A), Sta (Ch. 8.4), Tan (An. B);
exercícios a resolver antes da próxima aula em TP-Representação_Dados
(n.º 5 a 8); nova pág. 12 de NE aqui; material a ler para discussão/diálogo na próxima aula: H1
e H2, 565KB)
Semana 5
18-Mar-02 (T)
Análise
do funcionamento dum processador e respectivo instruction set:
tipos de instruções presentes num processador (para transferência de
informação, operações aritméticas e lógicas, para controlo do fluxo de
execução);
introdução às operações aritméticas num processador, com análise do n.º de operandos
a especificar em cada
instrução (3, 2, 1 ou 0) e localização de operandos.
Material de estudo: NE (Cap. 3.1, 3.2 e 3.4)
19-Mar-02 (TP1)
Esclarecimento de dúvidas na resolução de exercícios de vírgula flutuante.
Análise/diálogo/avaliação sobre terminologia e gíria informática em redor da temática
dos processadores e de memórias.
Introdução à comunicação de dados: comunicação série/paralela,
modulação/desmodulação de sinais (amplitude, frequência, fase), ligação
de computadores, encaminhamento na Internet, rede local Ethernet.
Material de estudo: Colectânea de informação sobre "How
Computers Work", da revista "Smart
Computing" (versão integral em servidor da UM em HCW,
7.9MB;
artigos em discussão/diálogo: H1
e H2, 565KB); solução dos exercícios aqui)
20-Mar-02 (TP2+TP3)
Esclarecimento de dúvidas na resolução
de exercícios de vírgula flutuante.
Análise/diálogo/avaliação sobre terminologia e gíria informática em redor da temática
dos processadores e de memórias.
Introdução à comunicação de dados: comunicação série/paralela,
modulação/desmodulação de sinais (amplitude, frequência, fase), ligação
de computadores, encaminhamento na Internet, rede local Ethernet.
Material de estudo: Colectânea de informação sobre "How
Computers Work", da revista "Smart
Computing" (versão integral em servidor da UM em HCW,
7.9MB;
artigos em discussão/diálogo: H1
e H2, 565KB); solução dos exercícios aqui)
21-Mar-02 (T)
Análise
do funcionamento dum processador e respectivo instruction set:
modos de especificação da localização de operandos (registos visíveis ao
programador e modos de endereçamento à memória); análise de formatos de
instruções (em processadores RISC e no Pentium); instruções de input/output; ordenação de bytes numa palavra (little-endian, big-endian);
resumo das
características das arquitecturas RISC.
Material de estudo: NE (Cap. 3.3 e 3.5 a 3.9)
21-Mar-02 (TP4)
Esclarecimento de dúvidas na resolução
de exercícios de vírgula flutuante.
Análise/diálogo/avaliação sobre terminologia e gíria informática em redor da temática
dos processadores e de memórias.
Introdução à comunicação de dados: comunicação série/paralela,
modulação/desmodulação de sinais (amplitude, frequência, fase), ligação
de computadores, encaminhamento na Internet, rede local Ethernet.
Material de estudo: Colectânea de informação sobre "How
Computers Work", da revista "Smart
Computing" (versão integral em servidor da UM em HCW,
7.9MB;
artigos em discussão/diálogo: H1
e H2, 565KB); solução dos exercícios aqui)
22-Mar-02 (TP5)
Esclarecimento de dúvidas na resolução
de exercícios de vírgula flutuante.
Análise/diálogo/avaliação sobre terminologia e gíria informática em redor da temática
dos processadores e de memórias.
Introdução à comunicação de dados: comunicação série/paralela,
modulação/desmodulação de sinais (amplitude, frequência, fase), ligação
de computadores, encaminhamento na Internet, rede local Ethernet.
Material de estudo: Colectânea de informação sobre "How
Computers Work", da revista "Smart
Computing" (versão integral em servidor da UM em HCW,
7.9MB;
artigos em discussão/diálogo: H1
e H2, 565KB); solução dos exercícios aqui)