Departamento: Departamento de Ciência da Computação

Professor responsável: Siang Wun Song

"Office-hours"

Telefones: 818-6101, 818-6102

Sala do Professor: Sala 293 (2.o andar) ou Sala da Diretoria (sala 40 térreo) - Bloco A do IME

Monitores da disciplina: Não há.

Disciplina oferecida: ao Bacharelado de Ciência da Computação - IME

Pré-requisitos: MAC 329 Álgebra Booleana e Aplicações

Local das aulas: Sala 4 Bloco B - Térreo - IME

Horário das aulas: 4.a feiras: 10 - 12 h e 6.a feiras: 8 - 10 h

Programa: Tecnologias de implementação de circuitos. Organização de um computador; conceito de programa armazenado; endereçamento; formato de instruções e conjunto de instruções; microprogramação; memória e gerenciamento de cache; interrupção e dispositivos de entrada/saída. Arquiteturas de computadores de alto desempenho (RISC, pipeline); organização de computadores paralelos.

• Motivação e estado da arte da área.
• Tecnologia VLSI e seu impacto.
• Uma breve recordação da lógica combinatória e sequencial
• Organização do computador: conceitos básicos.
• Microprogramação e arquitetura CISC
• Arquitetura RISC
• Exemplos de máquinas com arquiteturas significativas
• Outros assuntos de interesse

Tipo de aulas: Aulas teóricas e práticas

Critérios de avaliação:Provas, exercícios e projetos e/ou seminários de grupos

Bibliografia:

• David A. Patterson and John L.Hennessy Computer Organization & Design The hardware/software interface Morgan Kaufmann Publishers, Inc. 1998.
• Tanenbaum, A. S. Structured Computer Organization, Prentice Hall, ano de edição >= 1990.
• Notas de aula sobre Lógica Combinatória e Sequencial (em postscript, com algumas figuras faltando ou incompletas) (total de 24 páginas): também disponíveis na Xerox - Bloco B do IME - pasta do Siang (pasta número 61).
• Notas de aula sobre Organização de Computadores (em postscript, com algumas figuras faltando) (total de 66 páginas): também disponíveis na Xerox - Bloco B do IME - pasta do Siang (pasta número 61).
• Artigos diversos.

Regime de oferecimento: Cada semestre (2.o semestre de cada ano)

Duração: do início de agosto ao início de dezembro

Carga horária semanal e número de créditos: 4 horas - 4 créditos

Data da primeira prova: Dia 7/outubro/1998 (4.a feira)

Data da segunda prova: Dia 2/dezembro/1998 (4.a feira) as 10h

Data da terceira prova (prova substitutiva opcional): Dia 14/dezembro/1998 (2.a feira) as 10 h.

Data da prova de recuperação: Dia 13/janeiro/1999 (4.a feira), 10h. Sala 243 Bloco A.

Data da prova de recuperação: Dia 13/janeiro/1999 (4.a feira), 10h. Sala 243 Bloco A.

. Há duas apostilas disponíveis (baseadas em livros do Blakeslee e Tanenbaum):

1. Notas de aula sobre Lógica Combinatória e Sequencial (em postscript, com algumas figuras faltando) (total de 23 páginas): também disponíveis na Xerox - Bloco B do IME - pasta do Siang (pasta número 61).

2. Notas de aula sobre Organização de Computadores (em postscript, com algumas figuras faltando) (total de 66 páginas): também disponíveis na Xerox - Bloco B do IME - pasta do Siang (pasta número 61).

. Para informações sobre prazos de matrículas, trancamento, dias sem aula, etc. veja o

Calendário da Graduação.

Exercícios:

• Exercício 1 (em html, falta uma figura) ou (em postscript)
• Exercício 2 (em html) ou (em postscript)
• Exercício 3 (em html) ou (em postscript)

Provas:

• Prova 1 (em html)
• Prova 1 (em postscript)
• Prova 2 (em html)
• Prova 2 (em postscript)

Assuntos tratados em aulas (2.o semestre de 1998)

Aula 1 (05/08/1998): Distribuição do folheto com informações gerais sobre a disciplina. Lição de casa: consultar a homepage da disciplina (é o que você já está fazendo).

Aula 2 (07/08/1998): Descrição do conteúdo da disciplina. Motivação. Um pequeno histórico dos computadores.

Aula 3 (12/08/1998): Lição de casa: consultar a página com A lista dos 500 computadores mais velozes do mundo (TOP500).

Aula 4 (14/08/1998): Continuação "um pequeno histórico computadores". A lista dos 500 computadores mais velozes do mundo (TOP500).

Aula 5 (19/08/1998): Continuação de "A lista dos 500 computadores mais velozes do mundo (TOP500)". Tecnologia VLSI: uma introdução.

Aula 6 (26/08/1998): Transistor MOS, portas Not, Nand, e Nor. Impacto do avanço da microeletrônica.

Aula 7 (28/08/1998): Processo de fabricação MOS: processo básico e as várias etapas para produzir a arte final no wafer de silício.

Aula 8 (02/09/1998): Passar lista de exercícios sobre projeto de circuitos lógicos combinatórios.

Aula 9 (04/09/1998): Projeto de circuito lógicos combinatórios: conceitos preliminares.

Aula 10 (16/09/1998): Descrição de funções lógicas combinatórias. Método de otimização por diagrama Veitch.

Aula 11 (18/09/1998): Circuito seletor/multiplexador, uso de multiplexador para implementar funções lógicas combinatórias, circuito decodificador/demultiplexador, ROM, PLA.

Aula 12 (23/09/1998): Lógica sequencial: flip-flops, contador, síntese de circuitos sequenciais usando PLA. Exemplo dos semáforos inteligentes. Diagram de estados.

Aula 13 (25/09/1998): Exemplo dos semáforos inteligentes (continuação): Tabela de transição de estados, codificação, implementação por PLA. Figura mostrando uma implementação usando PLA na tecnologia MOS.

Aula 14 (30/09/1998): Organização de um computador: processador, memória, periféricos, barramento. Ciclo "busca-decodifica-executa". Conjunto de instruções (instruction set). Organização do processador.

Aula 15 (02/10/1998): Memória e códigos de deteção e correção de erros: paridade e código de Hamming. Aplicação em transmissão de dados.

Aula 16 (07/10/1998): Primeira prova.

Aula 17 (09/10/1998): Passar exercício 3 (código de Hamming para transmissão de dados tolerando "erros num trecho de bits"). Memória secundária. Hierarquia de memória (registrador, cache, memória RAM, disco). Dispositivo E/S. Introdução notação PMS: componente primitivos.

Aula 18 (14/10/1998): Notação PMS: exemplos. Espaço de endereçamento. Formato de instruções. Introdução a ISP ou ISPS. Mencionar notação VHDL.

Aula 19 (16/10/1998): ISPS (de Bell e Newell): exemplo de especificação de um computador simples. Estado de memória, estado de processador, cálculo de endereço efetivo, interpretação de instruções.

Aula 20 (21/10/1998): Ciclo de execução de instrução. Interrupção. Rotina de tratamento de interrupções. Necessidade de salvar contextos de processos.

Aula 21 (23/10/1998): Processador em uma pastilha. Sinais de entrada e saída.

Aula 22 (28/10/1998): Arquitetura MAC: conjunto de instruções. Microarquitetura MIC e os componentes básicos: ALU, shifter, MUX, registradores, MAR, MBR.

Aula 23 (30/10/1998): Sinais de controle para controlar a microarquitetura: micro instruções. Formato da microinstrução.

Aula 24 (11/11/1998): Caching. (Aula a ser dada pela Professora Dilma.)

Aula 25 (13/11/1998): Computador analógico. (Aula a ser dada pela Professor Gubitoso.)

Aula 26 (18/11/1998): Microprograma. Descrição do microprograma para a máquina MAC.

Aula 27 (25/11/1998): Arquitetura RISC.

Aula 28 (27/11/1998): Computação paralela: uma introdução.

Aula 29 (2/12/1998): Segunda prova.

Aula 30 (4/12/1998): Exemplo de um algoritmo paralelo eficiente (na teoria e na prática).

Aula 31 (14/12/1998): Terceira prova (substitutiva).