Plano de Ensino ()

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE SISTEMAS E COMPUTAÇÃO
PLANO DE ENSINO
DISCIPLINA:
LABORATÓRIO DE ORGANIZAÇÃO E
ARQUITETURA DE COMPUTADORES
PROFESSORES:
ELMAR UWE KURT MELCHER
JOSEANA MACÊDO FECHINE
PERÍODO:
2002.1
JULHO -2002
CONTEÚDO
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Objetivos
Ementa
Programa da disciplina
Plano de Aulas
Metodologia, Técnicas de Ensino
Recursos Didáticos
Avaliação
Bibliografia
1. Objetivos
Objetivos Gerais:
 Entender o funcionamento interno de um processador;
 Conhecer a arquitetura de um processador vista a partir do conjunto de instruções
de máquina;
 Compreender como funciona o software que interage diretamente com o hardware
de um sistema computacional;
 Adquirir uma base de conhecimentos que possibilita um bom aproveitamento da
disciplina "Sistemas operacionais".
Objetivos Específicos:
 Aprofundar os conhecimentos em Organização e Arquitetura de Computadores
usando as várias partes que compõem uma CPU.
 Usar os mecanismos de suporte ao sistema operacional de uma CPU moderna.
2. Ementa

Construção de uma Unidade Central de Processamento a partir de circuitos de
portas lógicas programáveis. Implementação de acesso à memória RAM. Arquitetura
de um processador comercial: atendimento à interrupção, tratamento de paginação e
criação de uma estrutura de memória segmentada.
3. Programa da disciplina
Construção de um processador Java
1.
2.
3.
4.
Banco de registros e barramento
Unidade lógica-aritmética - soma e subtração com valores binários
Interface com memória RAM para dados e para instruções (bytecode Java)
Memória de microcódigo
Suporte ao sistema operacional
1. Interrupção – implementar uma rotina de atendimento à interrupção.
2. Paginação – criar uma tabela de paginação e uma rotina de atendimento a falha de
página.
3. Segmentação – implementar um carregador que carrega código executável, dados,
variáveis e pilha em segmentos separados.
4. Multitarefa – executar o código carregado como um novo processo.
5. Proteção (privilégios) – rodar o código com privilégio de aplicativo e fazer chamada
para o nível de privilégio de sistema.
4. Plano de Aulas
Semana
1a
2a
3a
4a
5a
6a
7a
8a
9a
10a
11a
12a
13a
14a
Assunto Planejado
Conhecer um PC internamente.
Conectar portas lógicas (circuito combinatório e seqüencial).
PEAC: apresentação de placa e ferramenta, circuito seqüencial.
PEAC: registro com barramentos.
PEAC: ULA – soma.
PEAC: ULA - subtração, deslocamento, flags.
PEAC: interface com memória RAM – dados.
PEAC: interface com memória RAM – instruções.
PEAC: usar a ROM de microcódigo.
PEAC: programa em bytecode Java realizando uma soma.
PEAC: programando a ROM de microcódigo.
PEAC: exercício preparando a avaliação.
PEAC: Avaliação (escrever microcódigo e bytecode Java).
SB: apresentação da ferramenta.
SB: escrever na RAM de vídeo.
SB: mecanismo de interrupções no Pentium.
SB: rotina de atendimento à interrupção.
SB: preencher descritor de interrupção.
SB: comunicação com o dispositivo (mouse).
SB: mecanismo de paginação no Pentium.
SB: rotina de atendimento à falha de página.
SB: preencher descritor de exceção de falha de página.
SB: criar segmentos para dados constantes, código, variáveis e pilha.
SB: carregar aplicativo nos segmentos e executá-lo.
SB: criar e preencher Task State Segment e usar TSS para pular no aplicativo.
SB: nível de privilégio para aplicativo, portal de chamada.
Prova final.
5. Metodologia, Técnicas de Ensino



Aulas expositivas;
Aulas Práticas em Laboratório;
Atividades individuais e em grupo.
6. Recursos Didáticos




Quadro branco;
Retroprojetor;
Infra-estrutura do Laboratório de Informática;
Programas de Simulação.
7. Avaliação

Contínua, mediante avaliações individuais em laboratório.
Metodologia de avaliação:

A nota final da disciplina corresponderá à média aritmética ponderada das notas
obtidas nas 4 avaliações (Microinstruções, Interrupção: projeto, Paginação: projeto e
Carregador: projeto) e nos exercícios realizados em sala de aula (conforme
descrição a seguir).
Nota final 
M  4  I  2  P 1  C  2  E 1
10
Sendo:
M - Microinstruções
I - Interrupção: projeto
P - Paginação: projeto
C - Carregador: projeto
E - Exercícios
8. Bibliografia
1. Andrew S. Tanenbaum, Structured Computer Organization, quarta edição, Prentice Hall,
1998.
2. Pentium Processor Family Developer’s Manual, Volume 3: Architecture and
Programming Manual, Developers’ Insight: Intel’s Web Site for Developers on CD-ROM
"productos two & tools", \design\pentium\manuals\24143004.pdf (este arquivo está
acessível no laboratório através do comando acrobat archprog).
3. Gibson, G.A. Computer Systems, Prentice-Hall, 1994.
4. Hennessy J. L., Patterson D. A. Computer Architecture – A Quantitative Approach,
Morgan Kaufmann, 1996.
5. Stallings, W. Computer Organization and Architecture, Prentice-Hall, 1996.