Arquitectura de Computadores II
Licenciatura em Engenharia de Sistemas e
Informática - 3ºAno (LESI)
2001/02
Novidades
- 19-Nov-2002 : As notas da época especial podem
ser consultadas aqui.
- 12-Set-2002 : As notas da época de recurso já
estão afixadas e podem também ser consultadas aqui.
- 11-Julho-2002 : As notas da 1ª e 2ª chamadas já
estão afixadas e podem também ser consultadas aqui.
- 19-Maio-2002 : Um zip com a cópia dos acetatos
utilizados durante as aulas encontra-se aqui.
Também está disponível uma cópia dos exames da primeira
e segunda chamadas do ano lectivo de 2000/2001.
- 29-Abril-2002 : Já está disponível o guia para
as aulas práticas das semanas 11/12 e 13 (aqui).
- 22-Abril-2002 : Já está disponível o guia para
as aulas práticas das semanas 9 e 10/11 (aqui).
- 08-Abril-2002 : A partir do dia 15 de Abril o
turno prático TP1 passa para as 14 horas, mantendo-se à segunda feira.
- 18-Mar-2002 : O guia para as próximas 4 aulas
práticas já está disponível (aqui).
- 15-Fev-2002 : Já estão disponíveis rascunhos dos
acetatos a utilizar ao longo do ano e um plano das aulas (aqui). Atenção: estes acetatos não substituem a
leitura da bibliografia recomendada
- 15-Fev-2002 : As aulas teóricas da disciplina
terão início dia 18 de Fevereiro. As práticas só começarão na semana
seguinte, dia 25-Fev-2002.
Equipa docente
João
Luís Sobral (Prof. Auxiliar) - Docente responsável pela leccionação teórico e
teórico-prática
Telefone: extensão 4439 (253 604439)
Horário de atendimento: segunda-feira 14:00-16:00; quarta-feira 14:00-16:00;
sexta-feira 14:00-16:00
Objectivos
Com
as disciplinas anteriores que abordaram temas relativos ao funcionamento dum
computador - Conceitos de Sistemas Informáticos, Arquitectura de Computadores I
e Sistemas Digitais I - os seguintes conceitos foram já apreendidos:
- a organização e estrutura dum computador
- o interface do processador com os programas
escritos em linguagens imperativas de alto nível
- o interface do processador com os restantes
componentes de um computador
- a metodologia de programação em linguagem
máquina
- os sistemas digitais
como elementos constituintes de qualquer computador.
Esta
disciplina tem dois grandes objectivos complementares:
- analisar arquitecturas
de suporte a modelos de computação escalável;
- estabelecer pontes entre
conceitos adquiridos e tecnologias existentes.
Assim,
pretende-se com esta disciplina complementar os conceitos adquiridos em
disciplinas anteriores, nomeadamente com:
- o estudo detalhado da
arquitectura interna dum processador, incluindo o suporte ao paralelismo
ao nível da instrução (pipeline e super-escalaridade)
- análise comparativa do
desempenho de programas reais.
- a metodologia de
programação de interfaces com periféricos, de baixo nível, em sistemas
reais;
- o paralelismo na arquitectura
de sistemas de computação, incluindo a análise de modelos de memória
partilhada e de memória distribuída.
Programa proposto (resumo)
I. Arquitectura interna
de um processador
- Revisão do datapath
de um processador e desenho da unidade de controlo. Implementação dos
componentes do datapath.
- Extensão da
arquitectura para suporte à execução de instruções em vários ciclos de
relógio. Análise da unidade de controlo, da respectiva máquina de estados
finita e da sua implementação com ROM ou PLA.
- Técnicas alternativas
para a implementação da unidade de controlo: microprogramação.
- Integração de
interrupções e excepções numa unidade de controlo.
- Paralelismo ao nível
da instrução através de mecanismos de pipelining: identificação de
problemas com pipeline e sua resolução.
- Técnicas alternativas
de paralelismo ao nível da instrução: processadores super-escalares e very
long instruction word (VLIW)
- Análise de desempenho
de arquitecturas com pipeline e super-escalaridade.
II. Processadores
paralelos
- Classificação das arquitecturas paralelas segundo Flynm.
Análise de exemplos (SIMD, MIMD e vectoriais).
- Sistemas de memória
partilhada (SMP), coerência de caches e modelos de programação.
- Sistemas de memória
distribuída, topologia de interligação e modelos de programação. Clusters
de SMP
- Arquitecturas
paralelas com elevada disponibilidade, com redundância ao nível do SW e
HW.
- Desenvolvimento de
aplicações portáveis através da utilização máquinas virtuais.
III. Periféricos
- Barramentos, discos,
redes, entrada e saída de dados e rendimento de E/S
- Desenvolvimento de
aplicações para um periférico genérico (PG01/UM).
Bibliografia
A disciplina Arquitectura
de Computadores II vai continuar a seguir essencialmente o livro:
"Computer Organization and Design: the hardware/software
interface", D.Patterson, J.Henessy, Morgan Kaufmann Publishers, 2ª edição,
1997
nomeadamente os capítulos 5.The
Processor: Datapath and Control, 6.Enhancing Performance with
Pipelining, 8.Interfacing Processors and Peripherals e 9.Multiprocessors
.
A empresa editora do livro
tem disponível uma página Web com mais informação sobre o livro em http://www.mkp.com/books_catalog/catalog.asp?ISBN=1-55860-428-6.
Aulas teóricas: serão leccionadas à base de
acetatos, os quais contêm essencialmente os tópicos de cada assunto a ser
analisado. Rascunhos desses acetatos estão disponíveis (aqui).
No final do ano lectivo será disponibilizada uma versão revista dos acetados.
Sessões
teórico-práticas:
serão acompanhadas de aulas de exposição dos conceitos práticos relevantes ao
desenvolvimento dos trabalhos e respectivo guião de execução dos mesmos (ver em
Guiões Práticos).
Bibliografia
complementar
recomendada para leitura adicional:
- Computer Architecture: a Quantitative Approach, D. Patterson and J. Henessy, Morgan
Kaufmann, 2ª edição, 1996. http://www.mkp.com/books_catalog/catalog.asp?ISBN=1-55860-329-8
- Computer
Organization and Architecture - Designing for Performance, William Stallings, 5ª edição., Prentice Hall, 2000 http://vig.prenhall.com/catalog/academic/product/1,4096,0130812943.html,00.html.
Avaliação
A
disciplina de Arquitectura de Computadores II está organizada em aulas teóricas
(2*1h/sem) e em sessões teórico-práticas (2h/sem).
A
frequência às aulas teóricas e teórico-práticas não é obrigatória, mas é
recomendada. As aulas teóricas são utilizadas para se transmitirem os conceitos
necessários à compreensão da matéria. O material leccionado nestas aulas é
encadeado, pelo que se torna indispensável o seu regular acompanhamento.
As
sessões teórico-práticas têm por objectivo aplicar os conceitos adquiridos nas
teóricas e em particular desenvolver técnicas de engenharia, ao nível dos
sistemas informáticos.
No
fim do semestre realiza-se o exame escrito da disciplina. As perguntas
do exame irão avaliar a capacidade de compreensão das matérias leccionadas.
Página mantida por João Luis Sobral
Última Modificação: 18-02-2002