Arquitetura de Computadores é a ciência (há quem diga "arte") de
selecionar e interconectar componentes de hardware para produzir
computadores que atendam a requisitos funcionais, de desempenho e de custo.
Nesta disciplina estudaremos a estrutura de um computador programável
moderno, investigando as leis básicas da avaliação de desempenho, usando
como exemplo o projeto dos circuitos de dados e de controle de um
processador similar ao MIPS, com execução paralela de instruções por
segmentação e super-escalaridade, bem como o projeto de sistemas eficientes
de memória e de armazenamento. O conteúdo desta disciplina pressupõe
familiaridade com: (i) análise e projeto de circuitos digitais
(ci210); (ii) programação em linguagem de máquina (ci210); e
(iii) programação em C e estruturas de dados (ci056).
Ementa: Componentes do fluxo de dados e sua organização. Unidade lógica e aritmética. Unidade de controle. Memória. Vias de acesso. Elementos de um conjunto de instruções. Arquitetura Von Newman. Arquitetura de entrada e saída. Otimização de arquitetura.
Objetivo: Fornecer ao aluno conhecimentos básicos sobre a organização, a arquitetura e microarquitetura (técnicas básicas de projeto). Capacitá-lo a avaliar e comparar diferentes arquiteturas. Capacitá-lo a apontar e diagnosticar problemas relacionados ao desempenho de sistemas ou sub-sistemas, bem como a prescrever soluções para optimizar o uso e desempenho de sistemas computacionais.
Pré-requisito: CI210
Importante: Esta disciplina têm uma das maiores taxas de
reprovação do Bacharelado em Ciência da Computação.
É imprescindível que
o livro texto seja lido e compreendido.
As transparências não substituem o
livro!
Avaliação: duas provas e um trabalho, nota = P1*0,35 + P2*0,35 + T*0,3.
Não há segunda chamada, exceto nos casos previstos na Resolução 37-97.
A pior nota dentre P1 e P2 poderá ser substituída pela nota de uma
prova sobre toda a matéria no dia 22dez.
Programa: aulas as 19:00 nas 3as (sala PH11) e 5as (sala PA02)
data livro assunto (rev 1.1-13set) --------------------------------------------------------------------------- 13set 1.1-8 apresentação, revisão do conjunto de instruções do MIPS 15 2.1-10 conj de instr do MIPS: acesso a dados, funções 20 3.1-4 aritmética em ponto fixo: 4 operações 22 3.5 aritmética em ponto flutuante 27 4.1-4 circuito de dados, revisão da versão de ciclo longo 29 1.4-5 avaliação de desempenho, potência 04out 4.5-6 segmentação do circuito de dados 06 4.7 segmentação, riscos de dados, bloqueios, adiantamento 11 4.8-9 segmentação, riscos de controle, exceções 18 4.10-11 paralelisno no nível de instrução, proc. superescalares 20 1-4 revisão, exercícios 25 --- primeira prova 27 5.1-2 resolução da prova; cálculo de endereços, memória cache 01nov 5.2-3 cache: organização, projeto, desempenho 08 5.2-3 cache: organização, projeto, desempenho (cont.) 10 5.4-5 memória virtual 17 5.4-5 memória virtual, TLB 22 6.1-5 dispositivos, barramentos, vazão e latência 24 6.6-9 interfaces com CPU+SO, desempenho 29 7.1-2 introdução à programação paralela 01dez 7.1-3 multiprocessadores com memória compartilhada 06 1-8 segunda prova 08 --- resolução da prova; especif. do trabalho, revisão VHDL 13 6.1-9 exercícios E/S 15 --- revisão VHDL (exemplo) 20 --- demonstração do trabalho entrega do trabalho 22 --- demonstração do trabalho prova substitutiva 10jan 1-8 final ---------------------------------------------------------------------------
Especificação do Trabalho
Listas de Exercícios:
ponto flutuante,
assembly e aritmética,
segmentação,
caches,
mem virtual,
TLB e TP,
E/S.
Provas de períodos anteriores:
10-2,
08-2,
07-2,
07-1,
06-2,
06-1,
05-2,
02-2,
02-1,
01-2,
01-1,
00-2,
00-1
Bibliografia:
Material auxiliar e documentação: