Software Básico - 99.2

Programa

Objetivo do Curso: Entender em profundidade como funciona um computador típico, como visto pelo nível de Linguagem de Montagem e pela Linguagem de Máquina.

1. Introdução - Hierarquia de abstrações em um computador: Hardware, Linguagem de Máquina, Sistema Operacional, Linguagens de Alto Nível, Aplicativos.
2. Linguagem de montagem: Motivação. Labels, mnemônicos, variáveis (estáticas), strings; programa montador. Exemplos e exercícios de pequenos programas em uma linguagem de montagem.
3. Arquitetura Clássica: CPU, memória principal, memória secundária, dispositivos de Entrada/Saída.
   • CPU: ciclo de execução. Registradores (PC, Flags, SP).
   • Memória principal: bits e bytes; palavras e endereçamento.
4. Conjunto típico de instruções:
   • transferência de dados: modos de endereçamento, alinhamento
   • aritméticas
   • lógicas
   • condições e saltos
   • pilha e chamadas
   • Entrada/Saída
   • Interrupções; tipos de interrupções: instrução explícita, erros de execução (traps), e geradas pelo hardware (assíncronas).
5. Modelo de Execução de Uma Linguagem de Alto Nível (C) Implementação de instruções:
   • expressões aritméticas (uso de temporários/registradores)
   • atribuição
   • loops e condicionais
6. Pilha de execução: registro de ativação, suporte a chamadas recursivas. Modelo de Chamadas e passagem de parâmetros. Criação e eliminação de registros de ativação; cadeia dinâmica. Organização de memória: área estática, pilha, heap.
7. Armazenamento e Representação de tipos básicos:
   • base binária, inteiros, magnitude-sinal, complemento a dois, excesso-K. Operações básicas. Overflow.
   • caracteres: código ASCII, código ISO, outros códigos.
   • strings.
   • ponto flutuante: o padrão IEEE.
   • instruções e endereços.
   • Implementação de arrays e registros; ``padding"; arrays e registros aninhados; cálculo de tamanho e código de endereçamento.
8. Visão geral do Sistema Operacional. O Sistema Operacional como uma biblioteca prestadora de serviços. Formas de chamar rotinas do S.O.: chamadas diretas (interrupções, como no DOS) e chamadas via biblioteca convencional (como no UNIX). Entrada e saída via terminal. Gerenciamento de Memória.
9. ``Link-edição": o problema da (re)locação de um programa. Endereçamento relativo e absoluto. Compilação independente; programa objeto e tabelas de relocação. Funcionamento de um ligador.