Licenciatura | Engenharia de Redes e Segurança Informática
Sistemas Digitais e Arquitetura de Computadores
Área Científica
Eletrónica e Automação
Duração
Semestral
ECTS
6
Horas de Contacto Teórico Práticas
48h
Objetivos de aprendizagem e a sua compatibilidade com o método de ensino
Pretende-se que o aluno adquira uma formação sólida e rigorosa sobre os conceitos básicos da estrutura e funcionamento de um computador, a sua arquitetura no seu nível de hardware e no modo como serve o software, obtendo no global a computação. Estudam-se as diferentes plataformas de hardware bem como o modelo de representação de dados e programas, as suas componentes e interações e a forma de avaliar o seu desempenho
Conteúdos programáticos
1- Introdução e visão global
2- Perspetiva histórica
3- Organização interna de um computador
4- Representação digital da informação:
4.1. Bases de numeração
4.2. Operações aritméticas em binário e hexadecimal
4.3. Códigos numéricos e alfanuméricos
5- Circuitos combinatórios
5.1. Introdução à algebra de Boole
5.2. Portas lógicas básicas
5.3. Descodificadores
5.4. Multiplexadores
6- Circuitos sequenciais
6.1. Registos e bancos de registos
6.2. memórias
6.3. Separação entre circuitos de dados e circuitos de controlo
7- Conjuntos de instruções (ISA)
7.1. Instruções típicas
7.2. Modos de endereçamento
7.3. Rotinas e interrupções
8- Arquitetura de um processador
8.1. Ciclo básico das instruções
8.2. Noção de contador de programa e de endereço
8.3. Estrutura interna de um processador
8.4. Codificação de instruções
8.5. Bits de estado
8.6. Banco de registos
9- Sistemas de memória
Demonstração da coerência dos conteúdos programáticos com os objetivos de aprendizagem da unidade curricular.
Esta unidade curricular tem como objetivo introduzir as técnicas fundamentais em que se baseiam os sistemas computacionais atuais, desenvolver aptidões na análise dos benefícios de diferentes opções de sistemas computacionais para alto desempenho. Visa, assim, dotar os alunos dos conhecimentos necessários que lhes permitam compreender a arquitetura de computadores e a organização dos vários tipos de sistemas computacionais, tendo este objetivo geral sido tomado em conta quando foi estruturado o conteúdo programado de forma a abordar todos os componentes de aprendizagem que servem para essa finalidade.
Metodologias de ensino e de aprendizagem específicas da unidade curricular articuladas com o modelo pedagógico.
Esta unidade curricular tem uma natureza teórico-prática. Estão previstas 48 horas de contacto. A componente teórica desenvolve-se através de apresentações feitas pelo docente em sala de aula, complementada quando apropriado com outros elementos pedagógicos, que estimulem o interesse e participação dos alunos e a interação docente/discentes. A componente prática concretiza-se através de exercícios de aplicação a desenvolver na aula com a supervisão do docente e utilização de métodos interativos que fomentem a discussão de uma solução base e de possíveis alternativas.
Em suma, a metodologia de ensino e aprendizagem encontra-se consubstanciada nos princípios enumerados no modelo pegadógico de ensino do ISTEC (Aprendizagem Significativa, Motivação, Orientação, Interação, inclusão e Aprendizagem Centrada no Estudante).
Demonstração da coerência das metodologias de ensino e avaliação com os objetivos de aprendizagem da unidade curricular.
As metodologias de avaliação formativa nos diferentes tipos de aula (teórica ou prática), procuram respeitar o equilíbrio entre o campo teórico, prático e aplicacional, traduzidas na análise de questões e na resolução de pequenos trabalhos práticos, de forma a garantir que os objetivos definidos, em termos de compreensão teórica e de capacidades práticas, conduzam os alunos a atingir, de forma sustentada, os resultados propostos para a unidade curricular.
Bibliografia
Comer, Douglas (2017). Essentials of Computer Architecture”, CRC Press
Delgado, José (2014). Arquitetura de Computadores, 5ª ed. FCA
Elahi, Ata (2018). Computer Systems – Digital Design, Fundamentals of Computer Architecture and Assembly Language”, Springer
Gai, Silvano (2020). Building a Future-Proof Cloud Infrastructure: A Unified Architecture for Network, Security and Storage Services, Pearson
Patterson, David A. & Hennessy, John L. (2021). Computer Organization and Design, The Hardware/Software Interface, RISC-V Edition, 2nd edition
Stallings, William (2019). Computer Organization and Architecture, 11th Edition, Pearson
INTERNET:
Acesso a publicações da especialidade, gratuitamente, através da rede SPRINGER:
https://link.springer.com/