Organização e Arquitetura de Computadores - CI212 (2013-2)
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 podem auxiliar com as anotações tomadas em aula.
Avaliação: listas, duas provas e um trabalho, nota = L*0.05 + P1*0,35 + P2*0,30 + 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 05dez.
Programa: aulas as 17:30 nas 3as,5as na sala pc02
data livro assunto (rev 1.0-12set2013)
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27ago 1.1-8 apresentação, conj de instruções do MIPS 1a lista
29 1.1-8 conj de instruções do MIPS
03set 2.1-10 conj de instr do MIPS: acesso a dados, funções
05 3.1-4 aritmética em ponto fixo: 4 operações
10 3.5 aritmética em ponto flutuante
12 1.4-5 rev. CMOS, tempo de propagação, potência
17 4.1-4 circuito de dados, revisão ciclo longo
19 4.5-6 segmentação do circuito de dados 2a lista
24 4.7 segmentação, riscos de dados, adiantamento
26 4.8-9 segmentação, riscos de controle
01out 4.10-11 exceções, paralelismo no nível de instrução, proc. superescalares
03 5.1-2 cálculo de endereços, memória, memória cache
08 5.2-3 cache: organização, projeto 3a lista
10 5.2-3 cache: projeto, desempenho (cont.)
15 1-5 revisão, exercícios
17 1-5.3 primeira prova
22 5.4-5 resolução da prova; memória virtual 4a lista
24 5.4-5 memória virtual, TLB especificação do trabalho
29 6.1-5 E/S, interfaces CPU-SO, desempenho
31 6.6-9 barramentos, vazão e latência 5a lista
05nov 6.1-9 introdução à programação paralela
07 7.1-2 multiprocessadores com memória compartilhada
12 7.1-3 SISD,MIMD,SIMD,SPMD, vetores
14 7.6 revisão, exercícios
19 7,1-6 revisão, exercícios
21 1-7 segunda prova
26 --- revisão VHDL
28 --- clínica do trabalho (em laboratório)
03dez --- demonstração do trabalho entrega do trabalho
05 --- demonstração do trabalho prova substitutiva
17dez 1-7 final
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Especificação do Trabalho entrega em 03dez até
as 17:30
Listas de Exercícios:
ponto flutuante,
assembly e aritmética,
segmentação,
caches,
mem virtual,
TLB e TP,
E/S.
Provas de períodos anteriores:
12-2,
11-2,
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:
- Livro texto:
Computer Organization & Design: The Hardware/Software Interface,
D A Patterson e J L Hennessy, 4a. Ed,
Morgan Kauffman Publ., 2009,
ISBN 978-0-12-374493-7. Errata.
-
Computer Organization & Design: The Hardware/Software Interface,
D A Patterson e J L Hennessy, 3a. Ed,
Morgan Kauffman Publ., 2004,
ISBN 1-55860-604-1.
-
Organização e Projeto de Computadores - A Interface Hardware/Software,
J L Hennessy, D A Patterson, tradução RUIM da 3a edição, Ed Campus,
2005, ISBN 8535215212 (com CDrom).
- Transparências em /home/html/inf/roberto/ci212/slides
- Material adicional em /home/html/inf/roberto/{ci212,ci064}
Ferramentas, material auxiliar e documentação:
Última revisão: 18set2013
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