Plano de Ensino

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PLANO DE ENSINO 
 
Organização de Computadores 
 
I – Ementa 
Conceituação de organização e arquitetura de computadores e máquinas multiníveis. 
Organização de sistemas computacionais: CPU, memória, entradas, multimídia e 
barramentos. Nível lógico digital: unidade lógica e aritmética, organização de 
memória, clock e registradores. Nível de microarquitetura: fluxos de dados, 
temporização do fluxo de dados, operação de memória, microinstruções, Mic-1, 
exemplo de macroarquitetura e projeto do nível de microarquitetura (forma 
introdutória). 
 
II – Objetivos Gerais 
Entender o hardware de um sistema computacional. Entender o funcionamento dos 
vários módulos que compõem um sistema computacional. Conhecer a organização 
interna dos computadores para análise da otimização do uso de seus componentes 
em aplicações das áreas de informação, comunicação e processos de controle. 
 
III – Objetivos Específicos 
Compreender as principais estruturas de hardware de um sistema computacional. 
Desenvolver uma visão crítica sobre os requisitos de desempenho associados a um 
sistema computacional. Entender e reconhecer os componentes básicos de um 
computador digital, assim como a relação entre eles e a arquitetura de Von Neumann. 
Entender os elementos fundamentais na elaboração de um conjunto de instruções. 
 
IV – Competências 
 Reconhecer os componentes básicos de um computador. 
 Identificar e avaliar a utilização de sistemas de informações. 
 Compreender o funcionamento de softwares editores de texto, planilhas 
eletrônicas e geradores de apresentação. 
 
V – Conteúdo Programático 
 
1. Organização estruturada de computadores 
 Organização e arquitetura – diferenças básicas entre organização e 
arquitetura de computadores, função e estrutura. 
 Máquinas multiníveis – máquinas multiníveis modernas, evolução das 
máquinas multiníveis. 
 Evolução dos computadores eletrônicos – primeira geração de computadores: 
relés e válvulas (1936-1953), segunda geração de computadores: transistores 
(1954-1965), terceira geração de computadores: circuitos integrados (1965-
1980), quarta geração de computadores: VLSI (1980-). 
 Crescimento computacional e a lei de Moore. 
 Desenvolvimento dos sistemas operacionais. 
 
2. Sistemas de numeração e a lógica digital 
 Conceito de base – conversão de bases numéricas, conversões de binário 
para decimal, conversões de decimal para binário, conversão de números 
hexadecimais em números decimais, conversão de números decimais em 
 
números hexadecimais, conversão de números hexadecimais em números 
binários, conversão de números binários em números hexadecimais. 
 Operações aritméticas em base binária – adição de números binários, 
subtração de números binários, multiplicação de números binários, divisão de 
números binários. 
 Circuitos lógicos digitais – variáveis booleanas e tabela-verdade, operação 
com porta lógica OU (OR), operação com porta lógica E (AND), operação com 
porta lógica NÃO (NOT) ou inversora, operação com porta lógica NÃO OU 
(NOR), operação com porta lógica NÃO E (NAND), operação com porta lógica 
OU EXCLUSIVO (XOR), operação com porta lógica NÃO OU EXCLUSIVO 
(XNOR) e circuitos lógicos interconectados. 
 
3. Organização de sistemas computacionais 
 Unidade central de processamento (CPU), processo de fabricação da CPU, 
chips de CPU, Intel Core i7, organização geral de um processador, 
microarquitetura de processadores, unidade lógica e aritmética (ULA), Unidade 
de Controle (UC), desempenho de operação do processador, Clock (relógio), 
taxa de execução de instruções por segundo, máquina de von Neumann, 
computador IAS, arquitetura Harvard. 
 Organização dos registradores – registradores de propósito geral ou “visíveis” 
ao usuário, registradores de controle e estado, organização de registradores em 
diferentes microprocessadores, arquitetura do processador Intel x86 e sua 
evolução. 
 
4. Conjunto de instruções 
 Ciclo de instrução – tipos de operandos, números, caracteres, dados lógicos, 
ciclo indireto, busca e execução de instruções, formatos de instrução, expansão 
de opcodes, instruções no Intel Core i7. 
 Endereçamento de instruções – endereçamento imediato, direto, indireto, de 
registradores, indireto por registradores, por deslocamento e de pilha. 
 Interrupções – interrupções e ciclo de instrução, interrupções múltiplas. 
 Pipeline de instruções – desempenho do pipeline, hazards de pipeline, 
previsão de desvio em pipeline, linguagem de montagem. 
 
5. Organização das memórias 
 Características básicas da memória – acesso à memória, endereços de 
memória, hierarquia de memória, memória cache, cache de dados e instruções, 
endereço de cache, caches associativas, caches com mapeamento direto, 
memória somente de leitura, ROM programada por máscara, PROM, EPROM, 
EEPROM e flash, memória RAM, memória DRAM e SRAM, endereço, conteúdo, 
armazenamento e posição na memória RAM, operação de leitura, operação de 
escrita, DRAM síncrona, DRAM Rambus, DDR-SDRAM. 
 
6. Memórias secundárias 
 Disco rígido – organização e funcionamento dos discos rígidos, propriedades 
de funcionamento dos discos rígidos, cálculo de espaçamento e armazenamento 
em discos rígidos, desempenho em discos rígidos. 
 RAID em discos rígidos – memória virtual, drive de estado sólido (SSD), discos 
ópticos, CD-ROM, DVD, Blu-ray, disquetes, fitas magnéticas. 
 
 
7. Barramentos, tipos de transmissão e dispositivos de entrada/saída (E/S) 
 Barramentos do computador – largura de barramento, barramentos síncronos, 
barramentos assíncronos, barramento ISA, barramento PCI, barramento AGP, 
barramento PCI express, barramento serial universal USB, tipos de transmissão, 
transmissão serial, transmissão paralela, módulos de E/S, interfaces e 
dispositivos de E/S, teclado, mouse, impressoras matriciais, jato de tinta e a 
laser, monitores de vídeo. 
 
8. Arquitetura RISC, processadores superescalares, multithreading e 
multicore 
 Arquitetura RISC, arquitetura RISC da IBM, pipeline na arquitetura RISC, 
processadores superescalares e superpipeline, comparativo entre 
processadores superescalares e superpipeline, limitações multithreading, 
multicore. 
 
VI – Estratégia de Trabalho 
A disciplina é ministrada por meio de aulas expositivas, metodologias ativas e 
diversificadas apoiadas no plano de ensino. O desenvolvimento de conceitos e 
conteúdos ocorre com apoio de propostas de leituras de livros e artigos 
científicos básicos e complementares, exercícios, discussões em fórum e/ou 
chats, sugestões de filmes, vídeos e demais recursos audiovisuais. Com o 
objetivo de aprofundar e enriquecer o domínio dos conhecimentos e incentivar a 
pesquisa, o docente pode propor trabalhos individuais ou em grupo, palestras, 
atividades complementares e práticas em diferentes cenários, que permitam aos 
alunos assimilarem os conhecimentos essenciais para sua formação. 
 
VII – Avaliação 
A avaliação é um processo desenvolvido durante o período letivo e leva em conta 
todo o percurso acadêmico do aluno, como segue: 
• Acompanhamento de frequência. 
• Acompanhamento de nota. 
• Desenvolvimento de exercícios e atividades. 
• Trabalhos individuais ou em grupo. 
• Estudos Disciplinares. 
• Atividades complementares. 
 
A avaliação presencial completa esse processo. Ela é feita no polo de apoio 
presencial no qual o aluno está matriculado, seguindo o calendário acadêmico. 
Estimula-se a autoavaliação, por meio da autocorreção dos exercícios, questionários 
e atividades, de modo que o aluno possa acompanhar sua evolução e seu 
rendimento escolar, possibilitando, ainda, a oportunidade de melhoria contínua por 
meio de revisão e feedback. 
 
VIII – Bibliografia 
 
Básica 
 
DELGADO, J. Arquitetura de computadores. Rio de Janeiro: LTC, 2017. 
 
 
MONTEIRO, M. A. Introdução à organização de computadores. São Paulo: LTC, 
2012. 
 
STALLINGS, W. Arquitetura e organização de computadores. São Paulo: 
Pearson, 2004. 
 
WIDMER, N. S.; MOSS, G. L.; TOCCI, R. J. Sistemasdigitais: princípios e 
aplicações. São Paulo: Pearson, 2018. 
 
Complementar 
 
CARVALHO, A. C. P. L. de; LORENA, A. C. Introdução à computação: hardware, 
software e dados. Rio de Janeiro: LTC, 2017. 
 
CORRÊA, A. G. D. Organização e arquitetura de computadores. São Paulo: 
Pearson, 2016. 
 
PAIXÃO, R. R. Arquitetura de Computadores. São Paulo: Érica, 2014. 
 
TANENBAUM, A. S. Organização estruturada de computadores. São Paulo: 
Pearson, 2013. 
 
WEBER, R. F. Fundamentos de arquitetura de computadores. Porto Alegre: 
Grupo A, 2012.