Curso de Engenharia da Computação

Aula 1 • Sistemas de Numeração e Representação de Dados

Abrange os sistemas binário, octal e hexadecimal e sua aritmética. Conecta a codificação numérica à forma como os processadores armazenam e manipulam todos os tipos de dados.

Aula 2 • História e Escopo da Disciplina

Traça a evolução da computação, das calculadoras mecânicas aos processadores modernos. Fornece contexto para entender por que o codesign hardware-software define a área.

Aula 3 • Álgebra Booleana e Portas Lógicas

Apresenta leis booleanas, tabelas-verdade e tipos fundamentais de portas. Constrói a base matemática necessária para o projeto de circuitos digitais.

Aula 1 • Simulação e Verificação de Circuitos

Aplica ferramentas de simulação para validar temporização, correção lógica e casos extremos. Reforça a qualidade do projeto antes da implementação física.

Aula 2 • Lógica Sequencial e Máquinas de Estados

Abrange latches, flip-flops, registradores e modelagem de máquinas de estados finitos. Permite o projeto de circuitos cuja saída depende tanto da entrada quanto do estado armazenado.

Aula 3 • Projeto de Circuitos Combinacionais

Ensina multiplexadores, decodificadores, somadores e comparadores a partir de expressões booleanas. Conecta o projeto em nível de portas a blocos funcionais reutilizáveis.

Aula 1 • Hierarquia de Memória e Cache

Abrange SRAM, DRAM, organização de cache e princípios de memória virtual. Explica como o projeto da hierarquia equilibra velocidade, capacidade e custo.

Aula 2 • Arquitetura de Entrada/Saída e Barramentos

Examina interfaces de E/S, mecanismos de interrupção e protocolos de barramento. Conecta a comunicação de periféricos ao controle do processador e à vazão do sistema.

Aula 3 • Fundamentos da Arquitetura de Conjunto de Instruções

Define os componentes da ISA, incluindo opcodes, modos de endereçamento e bancos de registradores. Estabelece o contrato entre o hardware e a pilha de software acima dele.

Aula 4 • Datapath e Controle do Processador

Constrói um datapath de ciclo único e deriva os sinais de controle a partir da decodificação de instruções. Conecta a semântica da ISA aos caminhos físicos de execução do hardware.

Aula 1 • Arquitetura e Seleção de Microcontroladores

Compara famílias de microcontroladores por largura do núcleo, periféricos e perfis de consumo. Orienta decisões de seleção com base nos requisitos e restrições da aplicação.

Aula 2 • Estratégias de Projeto de Baixo Consumo

Examina modos de sleep, clock gating e escalonamento dinâmico de tensão para dispositivos alimentados por bateria. Conecta o gerenciamento de energia à vida útil do produto e à conformidade regulatória.

Aula 3 • Técnicas de Interfaceamento de Periféricos

Ensina configuração de GPIO, temporizadores, ADC, DAC e barramentos de comunicação. Permite que os alunos conectem sensores e atuadores a uma plataforma de microcontrolador.

Aula 4 • Restrições de Tempo Real e Escalonamento

Apresenta os conceitos de tempo real hard e soft, escalonamento de tarefas e análise de prazos. Prepara os alunos para raciocinar sobre a correção temporal em sistemas críticos para a segurança.

Aula 1 • Comunicação entre Processos

Ensina pipes, filas de mensagens, memória compartilhada e sockets como mecanismos de IPC. Permite que os alunos projetem aplicações multiprocesso com sincronização correta.

Aula 2 • Gerenciamento de Memória e Memória Virtual

Abrange segmentação, paginação, paginação por demanda e algoritmos de substituição de páginas. Conecta as abstrações de memória do SO à MMU de hardware estudada no Capítulo 3.

Aula 3 • Gerenciamento de Processos e Threads

Abrange criação de processos, chaveamento de contexto e primitivas de sincronização de threads. Estabelece como o SO multiplexa os recursos da CPU entre tarefas concorrentes.

Aula 4 • Sistemas de Arquivos e Gerenciamento de Armazenamento

Examina estruturas de sistemas de arquivos, journaling e interfaces de dispositivos de armazenamento. Prepara os alunos para avaliar escolhas de sistemas de arquivos para contextos embarcados e de servidores.

Aula 1 • Camada de Rede e Roteamento

Examina endereçamento IP, subnetting e famílias de algoritmos de roteamento. Permite que os alunos configurem e solucionem problemas em redes roteadas.

Aula 2 • Protocolos da Camada de Transporte

Analisa o gerenciamento de conexão TCP, controle de fluxo e controle de congestionamento, juntamente com o UDP. Prepara os alunos para selecionar e ajustar protocolos de transporte para aplicações.

Aula 3 • Modelos de Rede e Camada Física

Apresenta os modelos OSI e TCP/IP, codificação de sinais e meios de transmissão. Fundamenta as discussões sobre protocolos nas restrições físicas dos canais de comunicação reais.

Aula 4 • Protocolos de Enlace de Dados e MAC

Abrange enquadramento, correção de erros e estratégias de controle de acesso ao meio. Conecta os mecanismos de confiabilidade da camada de enlace às premissas dos protocolos de camadas superiores.

Aula 1 • Projeto de Aceleradores de Hardware

Aplica pipeline, desenrolamento de loops e particionamento de memória para acelerar kernels computacionais. Conecta os recursos da FPGA a melhorias mensuráveis de vazão e latência.

Aula 2 • Arquitetura e Recursos da FPGA

Examina LUTs, flip-flops, block RAM, slices de DSP e malha de roteamento. Conecta os recursos arquiteturais às escolhas de projeto feitas durante a síntese.

Aula 3 • Fluxo de Síntese e Implementação

Abrange síntese RTL, mapeamento tecnológico, posicionamento e roteamento. Prepara os alunos para interpretar relatórios de ferramentas e resolver violações de temporização.

Aula 4 • Fechamento de Temporização e Restrições

Ensina criação de arquivos de restrições, análise estática de temporização e técnicas de fechamento. Permite que os alunos atendam aos requisitos de temporização em projetos complexos com múltiplos clocks.

Aula 1 • Requisitos do Sistema e Arquitetura

Traduz as necessidades das partes interessadas em requisitos funcionais e não funcionais e diagramas de blocos. Estabelece o contrato de projeto que orienta todo o trabalho de integração subsequente.

Aula 2 • Codesign Hardware-Software

Particiona funções do sistema entre hardware e software para obter desempenho e custo ideais. Aplica a metodologia de codesign para equilibrar flexibilidade com velocidade de execução.

Aula 3 • Documentação e Apresentação do Projeto

Orienta a criação de relatórios técnicos, esquemas e apresentações de revisão de projeto. Desenvolve habilidades de comunicação essenciais para a prática profissional de engenharia.

Aula 4 • Confiabilidade, Segurança e Normas

Apresenta análise de modos de falha, níveis de integridade de segurança e normas de engenharia relevantes. Prepara os alunos para projetar sistemas que atendam às expectativas de confiabilidade da indústria.