Programa - Organização dos Computadores Digitais

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.