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Arquitectura de Computadores
Jose Monteiro
Licenciatura em Engenharia Informatica e de Computadores
Departamento de Engenharia Informatica (DEI)Instituto Superior Tecnico
14 de Fevereiro, 2013
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Porque Estudar Arquitectura de Computadores
Acabou a boleia para os programadores...
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Objectivos da Disciplina
Fornecer conhecimentos nos seguintes topicos:
Princıpios gerais da arquitectura de um computador
Arquitectura interna de um microprocessador
Programacao de um microprocessador
Hierarquia de memoria
Sistema de entradas e saıdas
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Posicionamento da Disciplina na LEIC
Fundamentosda Programação
Introdução aos Algoritmose Estruturas de Dados
Sistemas Digitais
Sistemas Operativos
Arquitecturade Computadores
Compiladores
1º Semestre
2º Semestre
3º Semestre
4º Semestre
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Organizacao da Disciplina
Aulas Teoricas
2 aulas/semana, de hora e meia cadaSegundas 9h00-10h30 QA02.4 ou 10h30-12h00 QA02.1Quintas 9h30-11h00 EA2 ou 11h30-13h00 GA3
Aulas Praticas (laboratorio ou exercıcios)
1 aula/semana, de hora e meia cada
Frequencia obrigatoria!Processo de inscricao descrito a frente.Tem inıcio dia 25 de Fevereiro.
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Organizacao da Disciplina
Aulas Teoricas
2 aulas/semana, de hora e meia cadaSegundas 9h00-10h30 QA02.4 ou 10h30-12h00 QA02.1Quintas 9h30-11h00 EA2 ou 11h30-13h00 GA3
Aulas Praticas (laboratorio ou exercıcios)
1 aula/semana, de hora e meia cada
Frequencia obrigatoria!Processo de inscricao descrito a frente.Tem inıcio dia 25 de Fevereiro.
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Professores
Teoricas:
Jose Monteiro - Responsaveljose.monteiro@inesc-id.pt
Aula de duvidas: Segundas 12h00 e Quintas 11h00, sala 2.01, Informatica III
Praticas:
Jose Costa - Responsavel pelos laboratoriosjose.costa@inesc-id.pt
Antonio Varelaantonio.varela@ist.utl.pt
Hugo Rodrigueshugo.p.rodrigues@ist.utl.pt
Nuno Santosnuno.m.santos@ist.utl.pt
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Avaliacao
3 componentes de avaliacao:
Peso Data
Laboratorio 40% 20 a 24 de Maio
1o teste 30% 4 de Abril
2o teste 30% 7 de Junho
Repescagem 27 de Junho
Notas mınimas:
8,5 valores para laboratorio
7 valores para cada teste
8,5 para a media dos testes
Poderao fazer a repescagem de um dos testes. No entanto, e atribuıdo umbonus a quem nao se inscrever para o teste de repescagem.
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Avaliacao
3 componentes de avaliacao:
Peso Data
Laboratorio 40% 20 a 24 de Maio
1o teste 30% 4 de Abril
2o teste 30% 7 de Junho
Repescagem 27 de Junho
Notas mınimas:
8,5 valores para laboratorio
7 valores para cada teste
8,5 para a media dos testes
Poderao fazer a repescagem de um dos testes. No entanto, e atribuıdo umbonus a quem nao se inscrever para o teste de repescagem.
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Avaliacao
3 componentes de avaliacao:
Peso Data
Laboratorio 40% 20 a 24 de Maio
1o teste 30% 4 de Abril
2o teste 30% 7 de Junho
Repescagem 27 de Junho
Notas mınimas:
8,5 valores para laboratorio
7 valores para cada teste
8,5 para a media dos testes
Poderao fazer a repescagem de um dos testes. No entanto, e atribuıdo umbonus a quem nao se inscrever para o teste de repescagem.
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Laboratorio
Consiste em:
6 trabalhos de laboratorio
o relatorio de cada trabalho sera entregue no fim da sessao delaboratorio em que se realizou o trabalho
para que isso, os alunos deverao preparar os trabalhos previamente
um projecto, a apresentar em duas fases
1a parte: 8 a 12 de Abril
2a parte: 10 de Maio
A nota de laboratorio e individual, definida na discussao no final dosemestre.
Repententes: sao validas as notas de laboratorio dos 2 ultimos anos.
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Turnos de Laboratorio
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Inscricoes Laboratorio
Laboratorios funcionam com 7 grupos de 3 elementos.
Inscricoes pelo Fenix, com o seguinte calendario:
3a feira, dia 19, as 8h: inscricoes abertas para grupos completos
4a feira, dia 20, as 9h: inscricoes abertas para grupos de 2 ou mais
5a feira, dia 21, as 9h: inscricoes abertas sem restricoes
Nota: podem inscrever-se em qualquer turno, nao vamos ligar a turma.
Repetentes com nota:
podem fazer melhoria, sujeitos as vagas disponıveis.
a inscricao no laboratorio implica a perda da nota que tem.
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Inscricoes Laboratorio
Laboratorios funcionam com 7 grupos de 3 elementos.
Inscricoes pelo Fenix, com o seguinte calendario:
3a feira, dia 19, as 8h: inscricoes abertas para grupos completos
4a feira, dia 20, as 9h: inscricoes abertas para grupos de 2 ou mais
5a feira, dia 21, as 9h: inscricoes abertas sem restricoes
Nota: podem inscrever-se em qualquer turno, nao vamos ligar a turma.
Repetentes com nota:
podem fazer melhoria, sujeitos as vagas disponıveis.
a inscricao no laboratorio implica a perda da nota que tem.
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Inscricoes Laboratorio
Laboratorios funcionam com 7 grupos de 3 elementos.
Inscricoes pelo Fenix, com o seguinte calendario:
3a feira, dia 19, as 8h: inscricoes abertas para grupos completos
4a feira, dia 20, as 9h: inscricoes abertas para grupos de 2 ou mais
5a feira, dia 21, as 9h: inscricoes abertas sem restricoes
Nota: podem inscrever-se em qualquer turno, nao vamos ligar a turma.
Repetentes com nota:
podem fazer melhoria, sujeitos as vagas disponıveis.
a inscricao no laboratorio implica a perda da nota que tem.
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Inscricoes Laboratorio
Laboratorios funcionam com 7 grupos de 3 elementos.
Inscricoes pelo Fenix, com o seguinte calendario:
3a feira, dia 19, as 8h: inscricoes abertas para grupos completos
4a feira, dia 20, as 9h: inscricoes abertas para grupos de 2 ou mais
5a feira, dia 21, as 9h: inscricoes abertas sem restricoes
Nota: podem inscrever-se em qualquer turno, nao vamos ligar a turma.
Repetentes com nota:
podem fazer melhoria, sujeitos as vagas disponıveis.
a inscricao no laboratorio implica a perda da nota que tem.
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Bibliografia
“Arquitectura de Computadores: dos sistemas digitais aosmicroprocessadores”Guilherme Arroz, Jose Monteiro, Arlindo OliveiraIST Press, 2009
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ProgramaAula Tema Bibliografia AMO
I. Arquitectura de Computadores 1 Apresentação da cadeira; Introdução à Arquitectura de Computadores 9.1
2 Instruções Assembly 9, 10.1 a 10.3
3 Operandos e modos de endereçamento 10.3 e 10.4
4 Operandos Aritméticos 1.3, 5.2, 5.5, 5.6, 10.3
5 Instruções de controlo e interrupção 10.5
6 ISA do P3 10.6
7 Técnicas de Programação em Assembly 10.6 e 11.1
8 Exemplo de Programação em Assembly 11.2 a 11.4
9 Geração do Código objecto. 10.7 e 10.8
10 Estrutura de um Processador 5.1 a 5.4, 8.1 a 8.4
11 Organização Interna do P3: Circuito de Dados 12.1
12 Organização Interna do P3: Unidade de Controlo 12.2
13 Organização Interna do P3: Microprogramação 12.3
14 Microprogramação de 1 Instrução Assembly 12.3
15 ISA Família Intel x86. Sistema de Memória 6.8, 13.1 a 13.3
16 Memórias Cache: políticas de substituição 13.3
17 Memórias Cache: políticas de escrita 13.3
18 Memória Virtual 13.4
19 Espaços de Endereçamento: Memória e Entradas/Saídas 14.1 e 14.3
20 Modos de Transferência de Dados 14.4 e 14.5
21 DMA e Processadores IO 14.6
22 Análise de Desempenho. Processadores CISC vs RISC. 15.1 e 15.2
23 Processamento em Pipeline 15.3 e 15.4
24 Arquitecturas Avançadas de Processadores 15.5
III. Programação Assembly
II. Instruções Assembly
IV. Estrutura de um Processador
V. Sistema de Memória
VI. Sistema de Entradas/Saídas
VII. Arquitecturas Avançadas
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PlaneamentoSemana Dia Mês Teóricas Laboratório
11-Feb12-Feb
1 13-Feb14-Feb 115-Feb18-Feb 219-Feb
2 20-Feb21-Feb 322-Feb25-Feb 426-Feb
3 27-Feb28-Feb 501-Mar04-Mar 605-Mar
4 06-Mar07-Mar 708-Mar11-Mar 8 Enunciado12-Mar
5 13-Mar14-Mar 915-Mar18-Mar 1019-Mar
6 20-Mar21-Mar 1122-Mar25-Mar 1226-Mar
7 27-Mar28-Mar29-Mar01-Apr02-Apr
8 03-Apr04-Apr 13 1º Teste05-Apr
2º Trabalho
1º Trabalho
Inscrições
Férias PÁSCOA
3º Trabalho
4º Trabalho
4º Trabalho
Exercícios
Semana Dia Mês Teóricas Laboratório08-Apr 1409-Apr
9 10-Apr11-Apr 1512-Apr15-Apr 1616-Apr
10 17-Apr18-Apr 1719-Apr22-Apr 1823-Apr
11 24-Apr25-Apr26-Apr 6º Trabalho29-Apr 1930-Apr
12 01-May02-May 20 6º Trabalho03-May Exercícios06-May 2107-May
13 08-May09-May 2210-May13-May 2314-May
14 15-May16-May 2417-May20-May 2521-May
15 22-May23-May 2624-May27-May28-May
16 29-May30-May31-May
Discussões
Exercícios
Projeto (1ª parte)
5º Trabalho
FERIADOExercícios
Projeto (2ª parte)
Visualização Projeto
6º Trabalho
FERIADO
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PlaneamentoSemana Dia Mês Teóricas Laboratório
11-Feb12-Feb
1 13-Feb14-Feb 115-Feb18-Feb 219-Feb
2 20-Feb21-Feb 322-Feb25-Feb 426-Feb
3 27-Feb28-Feb 501-Mar04-Mar 605-Mar
4 06-Mar07-Mar 708-Mar11-Mar 8 Enunciado12-Mar
5 13-Mar14-Mar 915-Mar18-Mar 1019-Mar
6 20-Mar21-Mar 1122-Mar25-Mar 1226-Mar
7 27-Mar28-Mar29-Mar01-Apr02-Apr
8 03-Apr04-Apr 13 1º Teste05-Apr
2º Trabalho
1º Trabalho
Inscrições
Férias PÁSCOA
3º Trabalho
4º Trabalho
4º Trabalho
Exercícios
Semana Dia Mês Teóricas Laboratório08-Apr 1409-Apr
9 10-Apr11-Apr 1512-Apr15-Apr 1616-Apr
10 17-Apr18-Apr 1719-Apr22-Apr 1823-Apr
11 24-Apr25-Apr26-Apr 6º Trabalho29-Apr 1930-Apr
12 01-May02-May 20 6º Trabalho03-May Exercícios06-May 2107-May
13 08-May09-May 2210-May13-May 2314-May
14 15-May16-May 2417-May20-May 2521-May
15 22-May23-May 2624-May27-May28-May
16 29-May30-May31-May
Discussões
Exercícios
Projeto (1ª parte)
5º Trabalho
FERIADOExercícios
Projeto (2ª parte)
Visualização Projeto
6º Trabalho
FERIADO
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Pagina Web
Toda esta informacao, e outra que surja, esta disponıvel na pagina dadisciplina:
https://fenix.ist.utl.pt/disciplinas/acom3364
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Tipos de Computadores
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Tipos de Computadores
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Tipos de Computadores
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Tipos de Computadores
Jose Monteiro (DEI / IST) Arquitectura de Computadores 2013-02-14 15 / 21
Tipos de Computadores
Jose Monteiro (DEI / IST) Arquitectura de Computadores 2013-02-14 16 / 21
Tipos de Computadores
Jose Monteiro (DEI / IST) Arquitectura de Computadores 2013-02-14 17 / 21
Tipos de Computadores
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Tipos de Computadores
Vendas mundiais de microprocessadores no ano 2000:
Servidores PCs Outros
4.000.000 150.000.000 1.000.000.000
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Tipos de Computadores
Vendas mundiais de microprocessadores no ano 2000:
Servidores PCs Outros
4.000.000
150.000.000 1.000.000.000
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Tipos de Computadores
Vendas mundiais de microprocessadores no ano 2000:
Servidores PCs Outros
4.000.000 150.000.000
1.000.000.000
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Tipos de Computadores
Vendas mundiais de microprocessadores no ano 2000:
Servidores PCs Outros
4.000.000 150.000.000 1.000.000.000
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Tipos de Computadores
Jose Monteiro (DEI / IST) Arquitectura de Computadores 2013-02-14 19 / 21
Arquitectura de um Computador
Processador
Entradas(sensores)
Saídas(actuadores)
Realidade(analógica)
Interface(analógica-digital)
Controlador / Observador(digital)
Estado(memória)
Instruções(programa)
Ambiente
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Proxima Aula
programacao Assembly
linguagem Assembly
execucao de uma instrucao
codigo maquina
modos de enderecamento de operandos
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