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Paulo Jesus: Exposição Retrospectiva
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Arquitectura e Organização de Computadores

Código: EIC0083     Sigla: AOCO

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Arquitectura de Computadores

Ocorrência: 2013/2014 - 1S (de 09-09-2013 a 20-12-2013) Ícone do Moodle

Ativa? Sim
Página e-learning: https://moodle.fe.up.pt/
Unidade Responsável: Departamento de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores
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 187 Plano de estudos a partir de 2009/10 1 - 6 56 162

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Raul Fernando de Almeida Moreira Vidal Regente

Docência - Horas

Teóricas: 3,00
Teórico-Práticas: 2,00
Tipo Docente Turmas Horas
Teóricas Totais 1 3,00
Raul Fernando de Almeida Moreira Vidal 3,00
Teórico-Práticas Totais 6 12,00
António José Duarte Araújo 2,00
João Paulo de Castro Canas Ferreira 8,00
Raul Fernando de Almeida Moreira Vidal 2,00

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Esta unidade curricular introduz os princípios de funcionamento de um computador moderno e a sua arquitetura geral, com especial ênfase na contribuição de cada subsistema para o desempenho global. A análise da tecnologia de implementação física dos computadores (circuitos lógicos e de memória), associada à explicação das formas elementares de representação de informação em formato digital, permitirá aos estudantes identificar e descrever princípios fundamentais da operação dos computadores, das linguagens de programação e do desenvolvimento de software.

 

Resultados de aprendizagem e competências

Após a completarem, os estudantes serão capazes de:

  1. Descrever os principais subsistemas de um computador pessoal;
  2. Descrever e interpretar formatos numéricos básicos;
  3. Efetuar operações aritméticas em binário;
  4. Avaliar o desempenho de computadores em cenários simples;
  5. Explicar  o funcionamento de circuitos lógicos combinatórios e sequenciais;
  6. Explicar a funcionalidade de circuitos combinatórios padrão;
  7. Analisar módulos de memória;
  8. Distinguir entre memórias estáticas e dinâmicas;
  9. Explicar os princípio básicos da codificação de instruções;
  10. Escrever programas em  assembly com operações aritméticas e booleanas, testes e saltos;
  11. Descrever o funcionamento de uma unidade de processamento uniciclo;
  12. Explicar os princípios do tratamento de exceções;
  13. Entender o conceito de hierarquia de memória e avaliar o respetivo impacto sobre o desempenho.

 

Modo de trabalho

Presencial

Programa

M1.INTRODUÇÃO: Áreas de aplicação de computadores e suas características.
M2.REPRESENTAÇÃO DE INFORMAÇÃO: Representação binária de números inteiros. Operações aritméticas elementares. Códigos. Vírgula flutuante.
M3.CIRCUITOS COMBINATÓRIOS: Álgebra de Boole. Portas lógicas elementares. Diagramas lógicos. Simulador lógico. Circuitos com funções padrão.
M4.CIRCUITOS SEQUENCIAIS: Elementos de memória; Registos e contadores
M5.COMPUTADORES:Linguagens de alto e baixo nível. Modelo concetual da execução de um programa. Subsistemas: CPU, memória, periféricos.
M6.DESEMPENHO: Equação básica. Benchmarks. Lei de Amdahl.
M7.CONJUNTO DE INSTRUÇÕES: Tipos de instruções, modos de endereçamento, codificação.
M8.LINGUAGEM ASSEMBLY: Conceitos básicos. Assemblador. Sub-rotinas.
M9.UNIDADE DE PROCESSAMENTO: Unidade uniciclo: desempenho, limitações. Tratamento de exceções.
M10.SISTEMAS DE MEMÓRIA: Hierarquia de memória; Descodificação de endereços; Memórias cache. Desempenho.

Bibliografia Obrigatória

John L. Hennessy, David A. Patterson; Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface (Revised Fourth Edition), Elsevier Science, 2011. ISBN: 9780080886138
Cópias de acetatos e textos fornecidos
Conjuntos de exercícios resolvidos e exercícios propostos

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Métodos de ensino

A unidade curricular tem uma componente teórica baseada em aulas de exposição dos diversos temas que serão acompanhados, sempre que considerado oportuno, da apresentação de exemplos e respetiva discussão. As aulas teórico-práticas incluem a apresentação, análise e resolução de um conjunto de questões e de casos de estudo (usando ferramentas de simuação de circuitos digitais e de emulação do microprocessador MIPS).

Atividades de aprendizagem a realizar fora do período de aulas:

  1. Dois trabalhos práticos (com ferramentas de simulação)
  2. Cinco questionários de escolha múltipla

 

Software

Sistema MARS (emulador/assembler)
Simulador LOGISIM
Simulador DrMips

Palavras-chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de computadores

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Teste 100,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 66,00
Frequência das aulas 56,00
Trabalho laboratorial 40,00
Total: 162,00

Obtenção de frequência

Condições para obtenção de frequência:

  1. Participação em, pelo menos, 75% das aulas teórico-práticas;
  2. Realização de todos os questionários de escolha múltipla (MOODLE) com pelo menos 75% de respostas corretas (múltiplas tentativas durante uma semana).

 

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação é composta por:

  • dois testes (90 minutos cada);
  • duas fichas sobre os trabalhos práticos (30 minutos cada).

A nota final é calculada por: NFinal = 0,7xT+0,3xF, em que T é a média aritmética dos testes e F a média aritmética das fichas.

Provas e trabalhos especiais

Para classificações finais superiores a 18 valores (após arredondamento), é exigida a realização de uma prova oral para que essas classificações sejam eventualmente atribuídas.

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