Ficha Unidade Curricular (FUC)

Informação Geral / General Information

Carga Horária / Course Load

Área científica / Scientific area

Arquitectura de Computadores e Sistemas Operativos

Departamento / Department

Departamento de Ciências e Tecnologias da Informação

Ano letivo / Execution Year

2023/2024

Pré-requisitos / Pre-Requisites

Nenhum.

Objetivos Gerais / Objectives

O objectivo fundamental desta UC consiste em compreender o funcionamento lógico de um processador. Ao longo da UC serão estudadas as metodologias de projecto de sistemas digitais, com ênfase na abstracção funcional, que permitirá desenvolver/ampliar o raciocínio lógico necessário à definição dos diferentes elementos que compõem um processador.

Objetivos de Aprendizagem e a sua compatibilidade com o método de ensino (conhecimentos, aptidões e competências a desenvolver pelos estudantes) / Learning outcomes

OA1: Manipular e realizar operações aritméticas sobre números inteiros representados em diferentes bases de numeração; OA2: Manipular expressões lógicas usando as propriedades da álgebra de Boole; OA3: Projectar um circuito lógico combinatório a partir da especificação de um problema; OA4: Projectar um circuito sequencial para controlo de outros elementos num sistema digital; OA5: Simular e implementar um circuito digital utilizando um conjunto de circuitos integrados e/ou dispositivos de lógica programável; OA6: Categorizar tipos de dipositivos de memória e projectar sistemas de memória de maior dimensão usando módulos de menores dimensões; OA7: Identificar os principais elementos numa arquitectura básica de um processador e relacioná-los entre si; OA8: Explicar de que forma se processa a execução de um programa, e identificar os principais mecanismos envolvidos;

Conteúdos Programáticos / Syllabus

CP1. Representação da informação - Representação de números inteiros - Operações aritméticas sobre inteiros - Códigos alfanuméricos CP2. Álgebra de Boole e funções lógicas - Operações AND, OR e NOT - Álgebra de Boole - Funções lógicas - Termos mínimos e soma de produtos - Mapas de Karnaugh CP3. Circuitos combinatórios - Projecto de circuitos combinatórios - Portas lógicas NAND, NOR e XOR - Descodificadores e multiplexers - Tempos de propagação CP4. Circuitos sequenciais - Latches e flip-flops - Análise de circuitos sequenciais - Diagrama e tabela de transição de estados - Projecto de circuitos sequenciais - Registos e contadores CP5. Memórias - Memórias RAM - Memórias ROM - Bancos de memória CP6. Arquitectura de um processador - Banco de registos - Unidade funcional - Micro-instruções - Execução de programas

Demonstração da coerência dos conteúdos programáticos com os objetivos de aprendizagem da UC / Evidence that the curricular units content dovetails with the specified learning outcomes

Conteúdos programáticos (CP) - Objectivos de aprendizagem (AO) CP1 - OA1 CP2 - OA2 CP3 - OA3, OA5 CP4 - OA4, OA5 CP5 - OA6 CP6 - OA7, OA8

Avaliação / Assessment

1. Avaliação periódica, composta por: - Dois testes: um, a meio do semestre e outro no fim do semestre (peso conjunto de 70%). Nota mínima: 7,5 valores. - Trabalhos de laboratório (20%): em grupo, realizados semanalmente durante as aulas de laboratório. - Mini-testes online (10%): realizados semanalmente na plataforma de e-learning. 2. Avaliação por exame (100%): a nota na UC será a obtida num exame realizado em qualquer das 3 épocas de avaliação.

Metodologias de Ensino / Teaching methodologies

Aulas teóricas (1h30/semana), aulas práticas (1h30/semana) e aulas de laboratório (1h30/semana) Espera-se que o aluno participe activamente nos vários tipos de aulas e que dedique um tempo de trabalho autónomo de 3 a 5 horas semanais para consulta da bibliografia e revisão da matéria, resolução de exercícios e preparação dos trabalhos de laboratórios.

Demonstração da coerência das metodologias de ensino e avaliação com os objetivos de aprendizagem da UC / Evidence that the teaching and assessment methodologies are appropriate for the learning outcomes

O alinhamento entre cada instrumento de avaliação e os objectivos definidos para a UC é realizado da seguinte forma: - 1º Teste: OA1 a OA3; - 2º Teste: OA4, OA6 a OA8; - Trabalhos de Laboratório: todos os objectivos; - Mini-testes online: todos os objectivos, excepto OA5. ou - Exame: todos os objectivos. O documento de Planeamento da Unidade curricular (PUC), detalhado para cada aula evidencia a relação entre os métodos pedagógicos (de acordo com a tipologia de aula) e os objectivos de aprendizagem definidos anteriormente.

Observações / Observations

Regras da avaliação periódica: 1. Um aluno é excluído do modo de avaliação periódica, passando automaticamente para o modo de avaliação por exame, em qualquer uma das seguintes situações: + Ter 2 ou mais trabalhos de laboratório em falta; + Ter 4 ou mais mini-testes em falta; + Ter obtido nota inferior a 7.5 valores num teste intercalar (se este existir); 2. Trabalhos ou testes em falta são cotados com 0 valores, independentemente da falta ser ou não justificada. 3. Componente Trabalhos de laboratório: a. São avaliados 10 trabalhos de laboratório ao longo do semestre usando-se uma escala qualitativa: A, B, C e D ("A" é a nota mais alta). b. Para cálculo da nota final nesta componente descarta-se a pior nota obtida na série de trabalhos de laboratório previstos. c. A nota final nesta componente corresponde assim à média dos 9 trabalhos considerados, utilizando a correspondência A:20 val, B: 15 val, C: 10 val e D: 0 val, e majorada de forma a nunca exceder em mais do que 3 valores a nota média obtida nos testes intercalares (por exemplo, um aluno com uma média de 11 nos testes intercalares, terá um máximo de 14 valores na componente Trabalhos de laboratório). 4. Componente Mini-testes online: a. São realizados 10 mini-testes ao longo do semestre, utilizando-se a plataforma de e-learning. Cada mini-teste tem uma duração máxima de 30 minutos, está disponível ao longo de uma semana e incide sobre a matéria dada na semana anterior. b. Para cálculo da nota final nesta componente descarta-se a pior nota obtidas na série de mini-testes realizados ao longo do semestre. A nota final será a média das notas dos 9 mini-testes considerados. c. Falhas pontuais no acesso à plataforma de e-learning não influenciam o prazo de realização dos mini-testes - recomenda-se por isso que os alunos não os deixem para o último dia em que estão disponíveis. 5. Alunos repetentes: + Quem realizou com sucesso os trabalhos de laboratório no ano lectivo anterior está dispensado de os repetir e fica com a nota obtida anteriormente, sujeita à majoração referida no ponto 3-c) das regras da avaliação periódica. No entanto, para permanecer no modo de avaliação periódica, terá que realizar os mini-testes online e ambos os testes intercalares, independentemente do que tiver feito no ano anterior. Nota sobre a realização dos testes intercalares e exames: Para efeitos de logística, poderá ser pedida uma inscrição obrigatória nas provas em que é esperado um número elevado de alunos.

Bibliografia Principal / Main Bibliography

João Oliveira, Tomás Brandão, Caderno de Exercícios de Fundamentos de Arquitetura de Computadores, 2016, Exercícios, João Pedro Oliveira, Tomás Brandão, Textos de Apoio de Fundamentos de Arquitetura de Computadores, 2016, Sebenta,

Bibliografia Secundária / Secondary Bibliography

Guilherme Arroz, José Monteiro, Arlindo Oliveira, Arquitectura de Computadores: dos Sistemas Digitais aos Microprocessadores - 2ª Edição, IST Press, 2019, Arroz 2019, https://istpress.tecnico.ulisboa.pt/produto/arquitectura-de-computadores-dos-sistemas-digitais-aos-microprocessadores/ Morris Mano, Charles Kime, Logic and Computer Design Fundamentals, 5th Edition, Pearson, 2015, Mano 2015, https://www.pearson.com/en-us/subject-catalog/p/logic--computer-design-fundamentals/P200000003256/9780134080154

Data da última atualização / Last Update Date

2024-02-16