Arquitetura e Organização de Computadores

Objetivos

- Identificar os componentes fundamentais da arquitectura de um computador e o seu papel no conjunto. - Identificar os componentes fundamentais de um processador e o seu papel no conjunto. - Identificar os diferentes tipos de instruções e os mecanismos para a execução dos mesmos. - Compreender a forma como um programa, escrito numa linguagem de alto nível é executado, incluindo o papel do compilador, assembler e loader. - Realizar rotinas e programas em linguagem assembly. - Compreender o funcionamento de interrupções/excepções, assim como a interface com os periféricos de um processador. - Compreender a importancia de uma estrutura hierárquica de memória e o seu papel no desempenho das aplicações. - Identificar as vantagens e restrições inerentes ao funcionamento de um computador decorrentes das evoluções face à arquitectura original.

Programa

- Evolução histórica dos sistemas de computação. - Arquitetura de Conjunto de Instruções: tipos de operandos e operações; suporte para funções; mapa de memória; interface com periféricos; tratamento de interrupções/exceções. - Funcionamento de um processador: caminhos de dados; estruturas de controlo; arquiteturas de ciclo único e em pipeline; micro-arquiteturas de processadores avançadas. - Hierarquia de memória: descodificação de memória; estrutura e funcionamento de memórias cache; estruturas de memória hierarquica; endereçamento físico, virtual e tradução de endereços. - Barramentos exteriores e periféricos. - Arquitecturas e sistemas de computação paralelo.

Pré Requisitos

Noções básicas de programação e de sistemas digitais

Competências Transversais

A UC abarca o desenvolvimento de competências transversais em Pensamento Crítico e Inovador, Competências Interpessoais e Intrapessoais (oral, organizacional e trabalho em equipa, autodisciplina, perseverança, auto- motivação) e Literacia da Informação e dos media (capacidade de localizar e aceder a informações) na componente laboratorial. A percentagem de avaliação associada a essas competências deverá ser da ordem dos 10%.

Componente Laboratorial

A UC contempla trabalhos de laboratório semanais com vista ao acompanhamento e aprofundamento dos tópicos lecionados nas aulas teóricas. A avaliação dos trabalhos de laboratório será realizada através da demonstração do trabalho desenvolvido, do relatório entregue e da discussão.

Componente de Programação

A disciplina de Arquitetura de Computadores inclui competencias no domínio da programação e computação, nomeadamente: programação em Assembly; principios de tradução (compilação) de programas, desde a linguagem de alto nível ao código máquina; carregamento de programas (loader); interface com periféricos; tratamento de interrupções e exceções; impacto do sub-sistema de memória no desempenho de aplicações e principios básicos de programação orientados à estrutura da cache. Estas componentes são avaliadas no contexto dos trabalhos de laboratório (em percentagem >80%) e no exame final (em percentagem >50%).

Princípios Éticos

Todos os membros de um grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação, todo aluno deve divulgar honestamente qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa avaliação oral, todo aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.