Universidade do Minho

Departamento de Informática

Arquitectura de Computadores II

Licenciatura em Engenharia de Sistemas e Informática - 3ºAno (LESI)

2001/02

Docentes

Objectivos

Programa

Bibliografia

Avaliação

Sumários

Guiões

2000/01

 

Sumários

Semana: 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13

Semana 1

18-Fev-2002 (T)

Apresentação dos objectivos e do programa da disciplina. Análise da evolução das arquitecturas de computadores.

20-Fev-2002 (T)

Análise da evolução das arquitecturas de computadores (continuação). Revisão do datapath dum processador MIPS. Descrição dos vários blocos do datapath para suporte às instruções aritméticas e lógicas, de leitura e escrita na memória e de salto.

18-Fev-2002 e 22-Fev-2002 (TP1,TP2,TP3)

Organização e constituição dos turnos práticos.

Semana 2

25-Fev-2002 (T)

Revisão do datapath dum processador MIPS (continuação). Junção dos vários blocos do datapath. Identificação dos sinais de controlo.

27-Fev-2002 (T)

Análise da unidade de controlo de um processador MIPS e sua implementação. Implementação de um banco de registos.
Limitações da execução das instruções num só ciclo máquina.

25-Fev-2002 e 1-Mar-2002 (TP1,TP2,TP3)

Resolução de exercícios sobre o datapath do MIPS: simulação da execução de várias instruções.

Semana 3

4-Mar-2002 (T)

Introdução à execução de instruções em vários ciclos máquina (multi-ciclo). Construção de um datapath para suporte à execução multi-ciclo.

6-Mar-2002 (T)

Análise das fases de execução das instruções em vários ciclos. Especificação da unidade de controlo através de uma máquina de estados finitos.

4-Mar-2002 e 8-Mar-2002 (TP1,TP2,TP3)

Resolução de exercícios sobre o datapath do MIPS: Extensão do datapath para suporte a novas instruções.

Semana 4

11-Mar-2002 (T)

Implementação da unidade de controlo de um datapath com suporte à execução de instruções em vários ciclos máquina. Introdução ao microcódigo.

13-Mar-2002 (T)

Análise de um formato de microinstrução. Implementação de um microprogram através de uma ROM e de um sequenciador.

11-Mar-2002 e 15-Mar-2002 (TP1,TP2,TP3)

Resolução de exercícios sobre o datapath do MIPS com suporte à execução de instruções em vários ciclos: simulação da execução de várias instruções.

Semana 5

18-Mar-2002 (T)

Tratamento de excepções num datapath com suporte à execução de instruções em vários ciclos máquina. Interface e medição de desempenho de periféricos.

20-Mar-2002 (T)

Análise das características e caracterização do desempenho de alguns tipos de periféricos: discos, RAID, redes, ecrã, etc.

18-Mar-2002 e 22-Mar-2002 (TP1,TP2,TP3)

Introdução à programação de periféricos. Apresentação do periférico genérico PG01. Portas de entrada e de saída de dados (exercício 1 do guia).

Semana 6

3-Abril-2002 (T)

Análise de tipos e características de barramentos. Hierarquia de barramentos e relação custo/desempenho. PCI versus SCSI. Apresentação da hierarquia de barramentos existente num PC compatível baseado no Pentium 4 (chipset Intel i850). Programação de periféricos.

5-Abril-2002 (TP2,TP3)

Programação de periféricos: desenvolvimento de aplicações para o periférico genérico PG01 envolvendo a programação de portas de controlo e de estado (exercício 2 do guia).

Semana 7

8-Abril-2002 (T)

Introdução à execução de instruções em pipelining: fases de execução de instruções num processador MIPS. Análise do desempenho de um processador com pipelining e comparação com as variantes single-cycle e mult-ciclo.

10-Abril-2002 (T)

Apresentação dos vários tipos de anomalias na execução em pipelining: anomalias estruturais, de controlo e de dados. Analise de formas de eliminar ou reduzir o impacto das anomalias de execução.

8-Abril-2002 (TP1)

Programação de periféricos: desenvolvimento de aplicações para o periférico genérico PG01 envolvendo a programação de portas de controlo e de estado (exercício 2 do guia).

12-Abril-2002 (TP2, TP3)

Programação de periféricos: desenvolvimento de aplicações para o periférico genérico PG01 envolvendo entradas e saídas de dados através de posições de memória (exercício 3 do guia).
 

Semana 8

15-Abril-2002 (T)

Análise de um datapath com suporte à execução de instruções em pipelining. Apresentação de um exemplo de execução de instruções em pipelining. Introdução à unidade de controlo.

17-Abril-2002 (T)

Análise de um exemplo de execução de instruções em pipelining incluindo os sinais de controlo. Apresentação da anomalias originadas por dependências de dados e sua resolução através de encaminhamento de dados.

15-Abril-2002 (TP1)

Programação de periféricos: desenvolvimento de aplicações para o periférico genérico PG01 envolvendo entradas e saídas de dados através de posições de memória (exercício 3 do guia).

19-Abril-2002 (TP2, TP3)

Programação de periféricos: desenvolvimento de aplicações para o periférico genérico PG01 envolvendo E/S sincronizadas por interrupções (exercício 5 do guia).
 
 

Semana 9

22-Abril-2002 (T)

Resolução de dependências de dados através de stall da pipeline. Análise do problema originado pelas dependências de controlo e sua resolução: antecipação da resolução dos saltos, previsão  estática de saltos e previsão dinâmica de saltos.

24-Abril-2002 (T)

Análise do desempenho da execução em pipelining com stalls. Suporte a excepções na execução em pipelining. Introdução aos vários aspectos de desenho de arquitecturas com pipelining avançado e paralelismo ao nível da instrução.

22-Abril-2002 (TP1)

Programação de periféricos: desenvolvimento de aplicações para o periférico genérico PG01 envolvendo E/S sincronizadas por interrupções (exercício 5 do guia).

26-Abril-2002 (TP2, TP3)

Resolução de exercícios sobre a execução de instruções em pipelining (exercícios 1, 2 e 3 do guia).
 
 

Semana 10

29-Abril-2002 (T)

Não houve aula (motivo: falta de alunos devido às Jornadas de LESI 2002).

1-Maio-2002 (T)

Feriado nacional.

29-Abril-2002 (TP1)

Resolução de exercícios sobre a execução de instruções em pipelining (exercícios 1, 2 e 3 do guia).

3-Maio-2002 (TP2, TP3)

Continuação de resolução de exercícios sobre a execução de instruções em pipelining (exercícios 4, 5 e 9 do guia).
 

Semana 11

6-Maio-2002 (T)

Pipelining Avançado e ILP: análise de técnicas para aumentar o desempenho com super-pipelining e super-escalaridade. Análise detalhada das várias dependências de dados: RAW (Read after Write), WAW (Write after Write) e WAR (Write after Read).

8-Maio-2002 (T)

Pipelining com operações multi-ciclo: latência e intervalo de iniciação das instruções. Escalonamento estático das instruções. Escalonamento dinâmico de instruções: execução fora de ordem. Análise de um algoritmo de escalonamento dinâmico. Análise da arquitectura do PowerPC 604 e do Pentium III

6-Maio-2002 (TP1)

Continuação de resolução de exercícios sobre a execução de instruções em pipelining (exercícios 4, 5 e 9 do guia).

12-Maio-2002 (TP2, TP3)

Introdução ao conjunto de instruções IA-32. Resolução de exercícios sobre a avaliação do desempenho (exercícios 1a e 1b do guia).
 

Semana 12

13-Maio-2002 (T)

Análise da arquitectura do Pentium 4. Processadores VLIW (análise do processador Itanium). Processadores vectoriais. Processamento vectorial para multimédia (MMX, SSE, SSE2)

15-Maio-2002 (T)

Não houve aula (Motivo: tolerância de ponto da semana académica)

13-Maio-2002 (TP1)

Introdução ao conjunto de instruções IA-32. Resolução de exercícios sobre a avaliação do desempenho (exercícios 1a e 1b do guia).

17-Maio-2002 (TP2, TP3)

Não houve aula (Motivo: tolerância de ponto da semana académica)

 

Semana 13

20-Maio-2002 (T)

Introdução aos multiprocessadores: sistemas de memória partilhada e sistemas de memória distribuída. Limitações no desenvolvimento de aplicações para multiprocessadores.

22-Maio-2002 (T)

Multiprocessadores conectados por um barramento, protocolo de coesão de caches. Multiprocessadores conectados por uma rede de interligação e clusters; redes de interligação. Programação de sistemas com memória partilhada versus sistemas com memória distribuída.

22 e 26-Maio-2002 (TP1, TP2, TP3)

Resolução de exercícios sobre a avaliação do desempenho (exercícios 1c e 1d do guia).