Arquiteturas Avançadas de Computadores - CI312 (2013-1)

Horário: 3a,5a 17:30-19:00, na sala PC18

Ementa: Arquitetura, organização e microarquitetura; técnicas de implementação de processadores; sistemas de memória; sistemas de entrada e saída; redes de interconexão; multiprocessadores.

Objetivo: Estudar os componentes de sistemas computacionais correntes (processador, memória e periféricos) e investigar as relações dos componentes entre si, e entre aqueles e o sistema operacional. A ênfase do curso será nas técnicas que devem ser usadas para se obter alto desempenho dos componentes individuais e do sistema completo.

Avaliação:
CI312: dois trabalhos (15%+25%), duas provas (30+30%).
CI702: dois trabalhos (15%+25%), duas provas (25+25%), artigos (10%).
Leitura de artigos e discussão nas terças 19:00-20:00. Modelo para os resumos.
Nao há segunda chamada exceto nos casos previstos nos artigos 92-106 da Resolução cepe37-97.

Atendimento: antes/após as aulas e por e-mail

Programa:

data  livro	assunto:                    (rev1.1-17mai2013)  [artigos ci702]
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16abr 1.1-6     introdução, tendências tecnologias relevantes (CMOS)
18    1.8-10    medidas de desempenho, princípios de projeto
23    AppB.1    revisão de memória (memória em CMOS)            Denning (local)
25    AppB.1-3  caches I 
30    2.1-3     caches II                                       Jouppi (VC)
02mai AppB.4-5  memória virtual I
07    2.4-5     memória virtual	II (MV no MIPS)                 Popek (virt)
09    AppA.1-9  CdI: tipos, operações, codificação, MIPS
14    ???       aritmética de ponto flutuante (espec T1)        Wulf    espec T1
21    AppC.1-5  segmentação, riscos, dep dados, dep controle    Smith (ROB)
23    AppC.6    previsão de desvios
28    AppC.1-6  interrupções, superpipelining                   Russel (Cray1)
04jun 3.1-3     paralelismo no nível de instrução               MIPS4k  entrega T1
06    3.4-6     algoritmo de Tomasulo, especulação
11    3.7-12    escalonamento estático e dinâmico, multithreading Lee (threads)
13    AppC,1-3  exercícios
18    A-C,1-3   prova                                       ----
20    ???       rev prova, introdução a VHDL
25    ???       introdução a VHDL (cont)                        Hillis (dataPar)
27    4.1-2     introd. processamento paralelo
02jul 5.1-4     multiprocessadores                              Tendler (Power4)
04    5.5-7     sincronização e consistência                            espec T2
09    5.8       desempenho de multicores                        Moch (SoC)
16    4.1-2     paralelismo nos dados, vetores                  Ruemmler (discos)
18    AppD      organização do sistema de E/S, discos
23    4,5,6     exercícios                                      Xu (NoC)
25    A-F,1-6   prova
01ago ----      entrega e demonstração do T2
08    A-F,1-6   final
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Listas de Exercícios memória, segmentação, escalonamento dinâmico, escalonamento estático, processamento paralelo, proc paralelo ii, E/S, redes.
Provas de anos anteriores: 2012, 2011, 2009, de ci086: 2007, 2006, 2005, 2004.

Trabalho:

• a definir;
• data de entrega T1: 04jun (terça), até as 17:30.
• a definir;
• a definir.
• data de entrega T2: 01ago (quinta), até as 17:30.
• Computer Arithmetic, HP-CAQA, Appendix-H, 3a.ed, pdf

Bibliografia:

• Livro texto: J L Hennessy e D A Patterson, Computer Architecture: A Quantitative Approach, 5a Ed, Morgan Kaufmann, 2012, ISBN 978-0-12-383872-8.
  • primeiro capítulo do livro texto (em inglês), copiado da página da Morgan-Kaufman.
  • os apêndices do livro estão disponíveis na página da editora.
• J L Hennessy e D A Patterson, Arquitetura de Computadores - Uma Abordagem Quantitativa, 1a Ed, Campus, 2003, ISBN 8535211101, esta é uma trdução ruim.
• Material adicional em /home/*/inf/roberto/{ci212,ci312}
• Lista de artigos (ci702)
  Denning, Jouppi, Popek, Wulf, Smith, Russel, MIPS 4k, Lee, Tendler, Hillis, Moch, Ruemmler, Xu.

Pré-requisito: 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, que é visto em CI212.
É conveniente estar cursando (ou ter cursado) CI215. Última vez em que ministrei CI212 e CI215.

Material auxiliar e documentação:

• Pequeno Manual da Escrita Técnica
• The VHDL Language Guide
• Museu da Intel
• Conjuntos de instruções do MIPS: www.mips.com -> resources -> processor architecture
• curso sobre CMOS, INSA, Toulouse
• CMOS
• memória em CMOS