Microprocessadores e Computadores Pessoais

Código:

EIC0016

Sigla:

MPCP

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Arquitectura de Computadores

Ocorrência: 2010/2011 - 2S

Ativa?	Sim
Página e-learning:	http://moodle.fe.up.pt/
Unidade Responsável:	Electrónica e Sistemas Digitais
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Informática e Computação

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEIC	206	Plano de estudos a partir de 2009/10	1	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

A unidade curricular de Microprocessadores e Computadores Pessoais tem por objectivo desenvolver, combinar e aplicar de forma integrada conceitos das áreas de Arquitectura de Computadores e de Linguagens de Programação. Por um lado, a unidade curricular explora as relações entre o conjunto de instruções do CPU e a programação de baixo nível (linguagem "assembly"). Por outro lado, reconhecendo que a arquitectura de computadores pessoais modernos vai muito para além da arquitectura do CPU, a unidade curricular abordará a arquitectura geral de um PC, incluindo o subsistema de armazenamento de dados e outros periféricos.
Estes assuntos são abordados com base na família de Microprocessadores Intel IA-32, usada na larga maioria dos computadores pessoais.

Após a conclusão com sucesso desta unidade curricular, o estudante terá adquirido a capacidade de identificar e descrever a arquitectura dos computadores pessoais em uso actualmente, bem como a capacidade de aplicar as técnicas de programação "assembly" na implementação de qualquer tipo de algoritmo.

Após completar esta unidade curricular, os estudantes serão capazes de:

- Identificar e descrever os principais subsistemas de um computador pessoal;
- Explicar e avaliar a contribuição de cada subsistema para o desempenho global;
- Usar ferramentas de compilação e depuração (MASM, depurador);
- Descrever a arquitectura do conjunto de instruções IA-32;
- Desenvolver programas curtos em linguagem "assembly" IA-32;
- Explicar o funcionamento de programas em "assembly" IA-32;
- Explicar os mecanismos de invocação de subrotinas;
- Utilizar subrotinas para implementar programas modulares;
- Usar o co-processador aritmético (instruções de vírgula flutuante);
- Estabelecer a correspondência entre código C e código "assembly";
- Descrever e avaliar o desempenho de sistemas de aramazenamento de dados (discos magnéticos);
- Distinguir diferentes tipos de RAID;
- Descrever, selecionar e avaliar o desempenho de diferentes métodos de comunicação com periféricos ("polling", interrupções, DMA)
- Explicar os princípios de funcionamento de barramentos de comunicação com periféricos;
- Descrever a organização do subsistema gráfico de um computador pessoal.
- Explicar a utilidade e arquitectura geral de um GPU.

Programa

1. Introdução ao microprocessador e microcomputador. Arquitectura do microprocessador IA-32. Modos de endereçamento. Funcionalidade e organização de um "Assembler".
2. Instruções de transferência de dados, aritméticas e lógicas. Instruções de controlo de fluxo: saltos incondicionais e condicionais.
3. Subrotinas (invocação, passagem de parâmetros). Programação modular.
4. Co-processador aritmético.
5. Interface com periféricos: "polling", interrupções, DMA. Barramentos de comunicação com periféricos.
6. Subsistema de armazenamento de dados. RAID.
7. Subsistema gráfico. GPUs.

Bibliografia Obrigatória

Kip R. Irvine; Assembly language for intel-based computers. ISBN: 0-13-049146-2

Bibliografia Complementar

David A. Patterson, John L. Hennessy; Computer organization and design. ISBN: 978-0-12-374493-7
Barry B.Brey; The Intel microprocessors 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro Pprocess. ISBN: 0-13-048720-1

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas Teóricas: Exposição oral dos diversos temas da disciplina que serão acompanhados, sempre que se considere oportuno, com apresentação de exemplos e a respectiva discussão.

Aulas Práticas: A metodologia das aulas práticas baseia-se na apresentação, discussão e resolução de problemas que serão testados em computador.

Software

MASM
Ollydbg

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de computadores

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	56,00
Mini-teste nº 1	Exame	1,00
Mini-teste nº 2	Exame	1,00
Exame	Exame	2,00
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo para 1º mini-teste	Estudo autónomo	10
Estudo para 2º mini-teste	Estudo autónomo	10
Estudo autónomo	Estudo autónomo	82
	Total:	102,00

Obtenção de frequência

A avaliação de frequência é feita por 2 testes (M1 e M2) e por 2 exercícios de programação (P1 e P2). Os exercícios de programação são realizados nas aulas práticas.

A nota de frequência é calculada por:

Nota frequência = (2 * M1 + 2 * M2 + P1 + P2)/6

Para admissão a exame, é preciso obter nota de frequência igual ou superior a 6,0 valores (em 20).

Os mini-testes são sem consulta.

Datas dos mini-testes: 13/Abril/2011 e 1/Junho/2011.

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota Final = 0,5 x Exame + 0,5 x Nota frequência

A aprovação à unidade curricular exige cumulativamente:
- Nota obtida no exame superior a 7,0 valores;
- Nota final (arredondada às unidades) igual ou superior a 10 valores.

Exame sem consulta. Duração: 2H00.

Provas e trabalhos especiais

N/A.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Exame especial de 2H30 (abrangendo toda a matéria) para os estudantes que, ao abrigo das disposições regulamentares, não necessitam de nota de frequência para serem admitidos a exame.

Melhoria de classificação

A nota de exame pode ser melhorada no exame de recurso através da realização de uma prova escrita de dificuldade semelhante à do exame.
A classificação final global (incluindo a avaliação distribuída) pode ser melhorada através da realização de uma prova escrita especial abrangendo toda a matéria.

Observações

O desenvolvimento de aplicações em Microcomputadores exige conhecimentos relacionados com Arquitectura de Computadores, constituição de Microcomputadores baseados em Microprocessadores, Programação em Linguagens de baixo nível (Assembly) e ligação a dispositivos físicos exteriores . Esta disciplina, surgindo no plano de estudos na sequência da disciplina de Arquitectura e Organização de Computadores, tem por objectivo desenvolver e aplicar estes conceitos no contexto da família de processadores Intel IA-32.O tratamento mais aprofundado da ligação a dispositivos físicos exteriores, bem como das aplicações concretas é deixado para uma disciplina posterior de Laboratório de Computadores

Horário de atendimento:
João Canas Ferreira - 2ª-feira, das 14H00 às 17H00.
António José Araújo - 3ª-feira, das 14H00 às 17H00.
Rui Meireles - 5ª-feira, das 15H00 às 17H00.