Introdução à organização e arquitetura de computadores. Avaliação de desempenho. Conjunto de instruções. Pipeline. Paralelismo em nível de instrução, escalonamento de instruções, predição de desvios e especulação. Conceitos de hierarquia de memória: memória principal e memória cache. Esquemas de endereçamento, memória virtual e paginação. Sistemas de E/S e dispositivos de armazenamento. Barramentos e interfaces. Desenvolvimento, implementação e testes utilizando linguagem de montagem.

Tal disciplina é essencial ao curso, pois aborda o projeto de microprocessadores e a interface entre hardware e software, via conjuntos de instruções de baixo nível. Ela também ensina a programação básica em linguagem de máquina, além de aspectos avançados da arquitetura de uma CPU e do conjunto de chips (chipset) da placa mãe. Esses aspectos são indispensáveis para a as disciplinas de construção de compiladores e sistemas operacionais. Considera-se que a mesma é essencial para a formação do aluno pois proporciona, ao mesmo, contato direto com tecnologias modernas utilizadas em sistemas clássicos reais. Entre essas tecnologias estão as linguagens de descrição de hardware (VHDL e Verilog), FPGAs e ferramentas correlatas como o ISIS Proteus e o Proteus VSM. A disciplina é necessária pois o mercado de trabalho exige profissionais que consigam programar sistemas computacionais básicos e fazer projetos eletrônicos envolvendo microprocessadores.

Familiarizar o aluno com os diversos tipos de arquiteturas de microprocessadores existentes e a maneira de projetá-los. Explicar conceitos de arquitetura de hardware utilizados em máquinas modernas, tais como pipeline, memória cache, paginação, segmenteção, interrupções de hardware e software e os diferentes tipos de conjuntos de instruções existentes nestas máquinas. Familiarizar também o aluno com a linguagem de máquina e com a construção de um sistema computacional completo. Tem por objetivo geral também entender os princípios das linguagens de descrição de hardware e dos dispositivos lógico programáveis, tais como CPLDs e FPGAs, entender como descrições de hardware são transformadas em circuitos eletrônicos, descrever, simular e implementar circuitos digitais básicos utilizando linguagens de descrição de hardware. Outrossim, descrever, simular e implementar um microprocessador utilizando essas tecnologias. Ao aluno será apresentado o estado da arte dos microprocessadores e microcontroladores modernos, seus dispositivos internos e suas aplicações em sistemas embarcados e sistemas clássicos, criando no aluno uma visão sistêmica e de nível fundamental acerca destes dispositivos, utilizando para tal linguagem de baixo nível (linguagem de máquina).

Ensinar o aluno a projetar unidades de controle do tipo microprogramada e combinacional. Fazer com que o aluno seja capaz de programar em linguagem de máquina da família x86. Introduzir conceitos e iniciar a programação de rotinas em linguagem C para programação de aspectos da CPU ligados à disciplina de sistemas operacionais. Descrever, simular e implementar um microprocessador simplificado utilizando a linguagem VHDL.

Aulas expositivas em quadro branco ou negro. Uso de emuladores de processadores para ensino de linguagem em arquiteturas antigas. Uso de máquinas virtuais pra rodar sistemas legados. Uso do software Proteus pra projetos eletrônicos em nível de sistema. Uso de montadores para linguagens de montagem. Apresentações em Open-office Impress. Apresentações, simulações e implementações no Ambiente Altera Quartus II e em placas FPGA. Proposição de listas de exercícios.

A avaliação consistirá em duas provas e três trabalhos. As provas valerão 70% da nota e os trabalhos valerão 30% da nota. Os trabalhos devem ser desenvolvidos utilizando simuladores e máquinas virtuais. Assim, sendo P1 a nota da primeira avaliação e P2 a nota da segunda avaliação, temos que MP = (P1 + P2)/2 será a média das avaliações. A média dos trabalhos é dada por MT=(T1 + T2 + T3)/2, sendo T1 a nota do primeiro trabalho e T2 a nota do segundo trabalho. A média final da disciplina será dada por MF = MP*0,7 + MT* 0.3. A média final é uma média ponderada. Será considerado aprovado o aluno que obtiver MF acima de 5. Não haverá prova final.