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Organização dos
Computadores Digitais
"Há duas coisas infinitas: o
Universo e a tolice dos homens." — Albert
Einstein
Ementa
Introdução a Organização dos
Computadores Digitais: memórias, endereçamento,
entrada e saída. Elementos da unidade aritmética.
Sistema de memória virtual. "Cache-backing", "Speed file".
Elementos das unidades de entrada e saída. Elementos da
unidade de controle. Microprogramação. Delineamento
de um microprocessador. Programação de dispositivos
periféricos.
Objetivos Gerais
Apresentar uma sobrevisão estruturada dos componentes
principais de um sistema físico de computação
multinível e uma visão detalhada de alguns destes
subsistemas, em especial da Unidade de Processamento, das
interconexões dos subsistemas, i.e. barramentos, da
memória e do subsistema de entrada e saída. Expor o
embricamento entre arquiteturas de hardware e o software bem como
suas conseqüências. Dotar o aluno da compreensão
do funcionamento das aplicações que manipulam os
subsistemas do computador em seus diversos níveis e como
melhor explorar as potencialidades do sistema.
Programa da Disciplina
- Estrutura Básica dos Computadores: Unidades
funcionais. Estrutura do(s) barramento(s). Diagrama
funcional.
- Relação entre Software e Hardware: Conceitos
de programa. Relação entre programa e
instrução. Conjunto de instruções.
Estratégias de acesso e ativação de
componentes físicos da máquina. Modos de
endereçamento. Noção de sub-rotina.
- Unidade Central de Processamento: Execução das
instruções. Rotas de dados. Unidades de controle.
Conceito de microprogramação. Gargalos no
desempenho.
- Introdução à
Microprogramação: Estudo de caso.
- Sistemas de Entrada e Saída: Estrutura de base. Tipos
de periféricos. Metodologia de acesso e
ativação de periféricos.
Sincronização. Estrutura e funcionamento de
interfaces.
- Organização da Memória: Hierarquia da
memória. Memória central e de massa. Compromisso
entre custo, velocidade e capacidade de armazenamento.
Memória cache e virtual.
- Arquiteturas CISC: Desempenho. Métricas de
Desempenho. Benchmarks atuais.
- Arquiteturas RISC e Estações de Trabalho:
Introdução e histórico.
Organização das máquinas RISC.
Comparação entre máquinas RISC e CISC:
vantagens e desvantagens, exemplos.
- Arquiteturas Avançadas: Computadores Paralelos.
Computadores Vetoriais. Connection Machines. Desempenho de
Supercomputadores. Métricas.
Bibliografia
- TANENBAUM, Andrew S. Organização estruturada
de computadores. Rio de Janeiro: Prentice-Hall do Brasil, 3
ed., 1992.
- PATTERSON, D. e HENNESSY, J. Computer organization &
design: the hardware/software interface. San Francisco: Morgan
Kaufmann, 2 ed., 1998.
- STALLINGS, William. Computer organization and
architecture. New York: McMillan Publishing Co., 3 ed.,
1993.
- HWANG, K. e BRIGGS, F.A. Computer architecture and parallel
processing. New York: McGraw-Hill, 1984.
- HAMACHER, V. Carl et alii. Computer Organization. New
York: McGraw-Hill, 3 ed., 1990.
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