Curso de Organização e arquitetura de computadores

O que você vai aprender em 6 aulas

1. 1

   Desempenho de computadores

   Comece aqui

   Explique as camadas de abstração dos aplicativos até os transistores e meça o desempenho com tempo de execução, CPI, frequência de clock e lei de Amdahl.

   5 objetivos de aprendizagem

   O que você vai aprender

   1. 1.Descrever as camadas de um sistema computacional e sua interface entre hardware e software
   2. 2.Definir e medir o desempenho de computadores
   3. 3.Prever o tempo de execução com a equação de desempenho
   4. 4.Usar a lei de Amdahl para estimar o benefício de uma melhoria
   5. 5.Explicar a barreira de potência e a transição para processadores de múltiplos núcleos
2. 2

   Linguagem de montagem RISC-V

   Leia e escreva programas simples em linguagem de montagem RISC-V e explique como instruções, registradores, endereçamento de memória e chamadas de procedimentos implementam código de alto nível.

   6 objetivos de aprendizagem

   O que você vai aprender

   1. 1.Descrever o funcionamento de instruções, registradores e operandos em memória
   2. 2.Calcular, comparar e controlar o fluxo de um programa
   3. 3.Codificar e decodificar instruções de máquina RISC-V
   4. 4.Implementar chamadas de procedimentos com registradores e a pilha
   5. 5.Acompanhar um programa do código-fonte a um processo em execução
   6. 6.Comparar projetos de conjuntos de instruções RISC e CISC
3. 3

   Aritmética computacional

   Explique como o hardware soma, subtrai, multiplica e divide inteiros, detecta estouro e representa e arredonda números de ponto flutuante.

   5 objetivos de aprendizagem

   O que você vai aprender

   1. 1.Somar e subtrair inteiros e detectar estouro
   2. 2.Projetar uma unidade lógica e aritmética
   3. 3.Multiplicar e dividir inteiros em hardware
   4. 4.Representar números reais em ponto flutuante IEEE 754
   5. 5.Calcular e arredondar com números de ponto flutuante
4. 4

   Caminho de dados e pipeline

   Acompanhe instruções por um caminho de dados de ciclo único e por um caminho de dados segmentado em pipeline e explique como os conflitos são tratados com adiantamento de dados, paradas e previsão de desvios.

   5 objetivos de aprendizagem

   O que você vai aprender

   1. 1.Construir um caminho de dados de ciclo único
   2. 2.Projetar a unidade de controle do processador de ciclo único
   3. 3.Segmentar o caminho de dados em pipeline
   4. 4.Detectar e resolver conflitos de dados
   5. 5.Tratar conflitos de controle e prever desvios
5. 5

   Hierarquia de memória e caches

   Explique como as caches aproveitam a localidade, calcule taxas de acerto e o tempo médio de acesso à memória e descreva como a memória virtual e as TLBs se integram à hierarquia.

   6 objetivos de aprendizagem

   O que você vai aprender

   1. 1.Explicar por que os computadores usam uma hierarquia de memória
   2. 2.Localizar dados em caches de mapeamento direto e associativas por conjunto
   3. 3.Explicar faltas na cache e políticas de escrita
   4. 4.Calcular o desempenho da cache
   5. 5.Explicar como a memória virtual e as TLBs se integram à hierarquia
   6. 6.Escrever programas que considerem o funcionamento da cache
6. 6

   Processadores paralelos

   Compare o paralelismo em nível de instrução, de dados e de thread e explique como processadores de múltiplos núcleos, GPUs e aglomerados de computadores dividem o trabalho e mantêm a memória coerente.

   5 objetivos de aprendizagem

   O que você vai aprender

   1. 1.Explicar de onde vem o paralelismo e como o hardware paralelo é classificado
   2. 2.Prever e medir os limites da aceleração paralela
   3. 3.Explorar o paralelismo em nível de dados com SIMD, processadores vetoriais e GPUs
   4. 4.Compartilhar memória entre núcleos e manter as caches coerentes
   5. 5.Explicar como aglomerados de computadores e computadores em escala de centro de dados distribuem trabalho pelas redes