Proposta de conjunto de simulações para análise de desempenho de processadores superescalares e ensino de arquitetura de computadores

O objetivo deste trabalho é a definição de um conjunto de roteiros para o ensino de arquitetura de computadores com enfoque em arquiteturas superescalares. O procedimento é baseado em simulação e verificação da influência dos parâmetros arquiteturais dos processadores, em termos funcionais e de desempenho. É dada ênfase a conceitos como memória cache, predição de desvio, execução fora de ordem, unidades funcionais e etc. Através do estudo e avaliação dos parâmetros que constituem estes conceitos, procurava-se através dos roteiros identificar as configurações com melhor desempenho. Para a implementação destes roteiros é dotado o conjunto de ferramentas de simulação SimpleScalar. Este conjunto, além de estar disponibilizado em código aberto na página oficial das ferramentas, traz como vantagem a possibilidade de alteração do código para fins de pesquisa. Este trabalho e os roteiros que o compõem têm como objetivos auxiliar professores e estimular os alunos através de simulações, como forma didática de testar conceitos vistos em sala de aula. Os roteiros são apresentados com os respectivos resultados de simulação e incrementados com comentários e sugestões de um conjunto de perguntas e respostas para que o trabalho possa ter continuidade necessária, partindo da sala de aula para a simulação, busca de respostas e culminando com um relatório final a ser avaliado.

T&D-bench : explorando o espaço de projeto de processadores em ensino e em pesquisa

Uma metodologia de modelagem para a exploração do espaço de projeto de processadores é apresentada. A exploração do espaço de projeto constitui uma das etapas do fluxo de projeto dos atuais processadores de alto desempenho e de sistemas embarcados, que auxilia os projetistas no tratamento da complexidade inerente ao processo contemporâneo de projeto de sistemas computacionais. A principal característica desta metodologia é um processo de modelagem simples e rápido. Isso é obtido através da disponibilização dos recursos de modelagem em camadas com propósitos e níveis de complexidade de uso diferenciados e da limitação do número de elementos (palavras-chave, classes e métodos) que devem ser conhecidos pelo projetista para o acesso a estes recursos, independentemente da camada na qual eles se encontram. A única exigência para o uso de tais recursos são conhecimentos que estudantes de Computação adquirem ao longo dos seus cursos da área de Computação e Informática. Outras características da metodologia de modelagem incluem: recursos específicos e distintos para a descrição da organização, da arquitetura e de aspectos temporais do processador; um estilo de descrição estrutural de alto nível da organização; a possibilidade de uso de recursos gráficos em tempo de modelagem e em tempo de simulação; e a existência de informações nos modelos que podem ser usadas para a tradução das descrições para uma Hardware Description Language Todas estas características constituem um conjunto de soluções de modelagem e simulação de processadores que não é encontrado em outros ambientes usados na exploração do espaço de projeto, baseados em Architecture Description Languages, Hardware Description Languages e ferramentas de simulação. Além disso, os modelos de processadores, desenvolvidos com esta metodologia, fornecem os recursos para a aceleração do aprendizado de conteúdos de arquitetura de computadores que só são encontrados em simuladores para ensino. Uma infra-estrutura de software que implementa a metodologia de modelagem foi desenvolvida e está disponível. Ela foi usada no ensino e no contexto da pesquisa para a modelagem e simulação de diversos processadores. Uma comparação com a metodologia de modelagem de uma Architecture Description Language demonstra a simplicidade e a rapidez do processo de modelagem previsto na metodologia apresentada.

AAERO : ambiente de aprendizado para o ensino de redes de computadores orientado a problemas

Atualmente, a sociedade tem experimentado uma grande transformação devido à crescente incorporação da tecnologia em seu cotidiano. Estas mudanças demonstram o grande avanço tecnológico experimentado nas últimas décadas, principalmente na área de Redes e Telecomunicações. Este contexto tem gerado uma crescente procura por profissionais desta área, com um perfil que privilegie, além do conhecimento técnico, outras habilidades consideradas importantes, como o pensamento crítico, o auto-aprendizado e a habilidade para trabalhar em equipe, habilidades estas que não são normalmente focadas nos cursos atuais. Estas habilidades são estimuladas nas abordagens centradas nos alunos, com destaque ao Problem-Based Learning (PBL), uma abordagem na qual o aluno é exposto a problemas, sem nenhum conhecimento prévio, e que, para resolvê-los, precisa pesquisar e analisar novas informações, visando sua aplicação na solução dos mesmos. Apesar da grande utilização do PBL em diversas instituições no mundo, existem poucas ferramentas de software que dão apoio para sua total aplicação. Por outro lado, mesmo sendo bem estruturado, o PBL não sugere indicações de como assimilar melhor novas experiências, de como buscar o conhecimento em experiências anteriores e como desenvolver problemas atuais e interessantes com características reais. Estas dificuldades podem ser minimizadas com a utilização do CBR (Case-Based Reasoning). Entre as aplicações CBR desenvolvidas especificamente na área de Redes de Computadores, pode-se destacar o sistema DUMBO, um sistema CBR, desenvolvido na UFRGS, especificamente para o diagnóstico de problemas em Redes de Computadores. A integração com o DUMBO permite à abordagem PBL ser aplicada com maior eficiência, utilizando sua biblioteca de casos como ferramenta de pesquisa e para a sugestão de novos problemas a partir de casos reais e atuais. Com base nestas afirmações, este trabalho apresenta a proposta e o desenvolvimento de um protótipo de ambiente de aprendizado para o ensino de Redes de Computadores, utilizando a abordagem PBL em conjunto com a abordagem CBR através do sistema DUMBO.

É ensinando que se aprende: um estudo sobre o ensino de projeto no Curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (CAU UFRN)

You cannot teach architectonic design, but only learn it. This sentence was, during some decades, especially during the modernism, the starting point, adopted by several architectonic design professors, when they had to approach their subject. An attitude that, some years ago, was reviewed and fighted by area s experts. This paper join this criticism, and try to add something to the pre-existing discussion, analyzing with the case-study method all the subjects related with architectonic design of the Architecture and Urbanism degree, at Universidade Federal do Rio Grande do Norte CAU/UFRN . The aim is to identify and analyze the teaching methodologies used by the professors and their effects related to the students. To reach this purpose four different methods were used: i) Professors interviews; ii) Different forms submitted to students and professors; iii) Daily practice s observation, developed during classes; iv) Documents analysis about the degree (historical development and subjects) and about the subjects themselves (summaries, table of contents and planning). Studying the results, it was possible to underline that, in spite of the efforts of some of the professors to find a way to teach with more appropriate educational and pedagogic bases, some of the teaching methodologies, criticized in articles dealing with the matter, were still used. With regard to these, the research pointed out some suggestions that could help to improve the teaching and learning process, joining professors and students that are the most important subjects of the teaching activity. Developing the idea living in the paper s title Teaching and learning , it s now clear that only the practice, through the improvement of the pedagogic techniques, together with critical analysis can help the professors to reach a relationship level, regarding the teaching and learning process, as that described in the epigraph s text, into which teaching and learning, can t be done only by one of the process subject, but must be lived by both of them: professors and students

Inserção da informática nos cursos de Arquitetura e Urbanismo do Brasil (1994 2006): diagnósticos, rebatimentos e perspectivas nas Instituições Federais de Ensino Superior do Nordeste: UFRN, UFPB e UFPE

This work supports the formalist education s improvement of the Brazilian architect and urban designer through a better application and systematization of the computer science s teaching potentialities. The research analyzes the discipline introduction in the Brazilian courses: Computer Science Applied to Architecture and Urbanism (InfoAU) in the Architecture and Urbanism Courses of Brazil (CAUs). It goes since the discipline was obligated by the MEC s Regulation nr. 1.770 from 1994 until the CNE/CES Resolution nr. 6 from 2006; it comprehends the discipline implantation, development and current context, in order to get more detailed, the research analyses three federal universities from the Northeast of the country: UFRN, UFPB and UFPE. Once identified the historical educational needs in the CAUs, the study focus on the computer science s increasing potential as an agent of integration, communication, development and knowledge/data management. It points out new social perspectives for a better use of this tool/mechanism, which adequately structuralized and integrated, creates propitious educational and professional performance/recycling conditions and a propeller instrument of research and extension activities. Among this work, it is suggested the aggregation of elements, which are complementary to the InfoAU discipline s reorganization, throughout a computerization s plan for the CAUs, extensive to the professional formation, generating a virtuous cycle in several activities of the academic, administrative and, research and extension s departments. Therefore, the InfoAU in the Brazilian CAUs context was analyzed; the main solutions and problems found were systemized; the possibilities of computer science s uses inside AU ware structuralized, InfoAU discipline s improvement plan was also defined, as well as strategies for the implementation of the computerization s plan for the CAUs, which would guarantee its maintenance in a continuity perspective

É ensinando que se aprende: um estudo sobre o ensino de projeto no Curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (CAU UFRN)

You cannot teach architectonic design, but only learn it. This sentence was, during some decades, especially during the modernism, the starting point, adopted by several architectonic design professors, when they had to approach their subject. An attitude that, some years ago, was reviewed and fighted by area s experts. This paper join this criticism, and try to add something to the pre-existing discussion, analyzing with the case-study method all the subjects related with architectonic design of the Architecture and Urbanism degree, at Universidade Federal do Rio Grande do Norte CAU/UFRN . The aim is to identify and analyze the teaching methodologies used by the professors and their effects related to the students. To reach this purpose four different methods were used: i) Professors interviews; ii) Different forms submitted to students and professors; iii) Daily practice s observation, developed during classes; iv) Documents analysis about the degree (historical development and subjects) and about the subjects themselves (summaries, table of contents and planning). Studying the results, it was possible to underline that, in spite of the efforts of some of the professors to find a way to teach with more appropriate educational and pedagogic bases, some of the teaching methodologies, criticized in articles dealing with the matter, were still used. With regard to these, the research pointed out some suggestions that could help to improve the teaching and learning process, joining professors and students that are the most important subjects of the teaching activity. Developing the idea living in the paper s title Teaching and learning , it s now clear that only the practice, through the improvement of the pedagogic techniques, together with critical analysis can help the professors to reach a relationship level, regarding the teaching and learning process, as that described in the epigraph s text, into which teaching and learning, can t be done only by one of the process subject, but must be lived by both of them: professors and students

Inserção da informática nos cursos de Arquitetura e Urbanismo do Brasil (1994 2006): diagnósticos, rebatimentos e perspectivas nas Instituições Federais de Ensino Superior do Nordeste: UFRN, UFPB e UFPE

This work supports the formalist education s improvement of the Brazilian architect and urban designer through a better application and systematization of the computer science s teaching potentialities. The research analyzes the discipline introduction in the Brazilian courses: Computer Science Applied to Architecture and Urbanism (InfoAU) in the Architecture and Urbanism Courses of Brazil (CAUs). It goes since the discipline was obligated by the MEC s Regulation nr. 1.770 from 1994 until the CNE/CES Resolution nr. 6 from 2006; it comprehends the discipline implantation, development and current context, in order to get more detailed, the research analyses three federal universities from the Northeast of the country: UFRN, UFPB and UFPE. Once identified the historical educational needs in the CAUs, the study focus on the computer science s increasing potential as an agent of integration, communication, development and knowledge/data management. It points out new social perspectives for a better use of this tool/mechanism, which adequately structuralized and integrated, creates propitious educational and professional performance/recycling conditions and a propeller instrument of research and extension activities. Among this work, it is suggested the aggregation of elements, which are complementary to the InfoAU discipline s reorganization, throughout a computerization s plan for the CAUs, extensive to the professional formation, generating a virtuous cycle in several activities of the academic, administrative and, research and extension s departments. Therefore, the InfoAU in the Brazilian CAUs context was analyzed; the main solutions and problems found were systemized; the possibilities of computer science s uses inside AU ware structuralized, InfoAU discipline s improvement plan was also defined, as well as strategies for the implementation of the computerization s plan for the CAUs, which would guarantee its maintenance in a continuity perspective

É ensinando que se aprende: um estudo sobre o ensino de projeto no Curso de Arquitetura e Urbanismo da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (CAU UFRN)

You cannot teach architectonic design, but only learn it. This sentence was, during some decades, especially during the modernism, the starting point, adopted by several architectonic design professors, when they had to approach their subject. An attitude that, some years ago, was reviewed and fighted by area s experts. This paper join this criticism, and try to add something to the pre-existing discussion, analyzing with the case-study method all the subjects related with architectonic design of the Architecture and Urbanism degree, at Universidade Federal do Rio Grande do Norte CAU/UFRN . The aim is to identify and analyze the teaching methodologies used by the professors and their effects related to the students. To reach this purpose four different methods were used: i) Professors interviews; ii) Different forms submitted to students and professors; iii) Daily practice s observation, developed during classes; iv) Documents analysis about the degree (historical development and subjects) and about the subjects themselves (summaries, table of contents and planning). Studying the results, it was possible to underline that, in spite of the efforts of some of the professors to find a way to teach with more appropriate educational and pedagogic bases, some of the teaching methodologies, criticized in articles dealing with the matter, were still used. With regard to these, the research pointed out some suggestions that could help to improve the teaching and learning process, joining professors and students that are the most important subjects of the teaching activity. Developing the idea living in the paper s title Teaching and learning , it s now clear that only the practice, through the improvement of the pedagogic techniques, together with critical analysis can help the professors to reach a relationship level, regarding the teaching and learning process, as that described in the epigraph s text, into which teaching and learning, can t be done only by one of the process subject, but must be lived by both of them: professors and students

Inserção da informática nos cursos de Arquitetura e Urbanismo do Brasil (1994 2006): diagnósticos, rebatimentos e perspectivas nas Instituições Federais de Ensino Superior do Nordeste: UFRN, UFPB e UFPE

This work supports the formalist education s improvement of the Brazilian architect and urban designer through a better application and systematization of the computer science s teaching potentialities. The research analyzes the discipline introduction in the Brazilian courses: Computer Science Applied to Architecture and Urbanism (InfoAU) in the Architecture and Urbanism Courses of Brazil (CAUs). It goes since the discipline was obligated by the MEC s Regulation nr. 1.770 from 1994 until the CNE/CES Resolution nr. 6 from 2006; it comprehends the discipline implantation, development and current context, in order to get more detailed, the research analyses three federal universities from the Northeast of the country: UFRN, UFPB and UFPE. Once identified the historical educational needs in the CAUs, the study focus on the computer science s increasing potential as an agent of integration, communication, development and knowledge/data management. It points out new social perspectives for a better use of this tool/mechanism, which adequately structuralized and integrated, creates propitious educational and professional performance/recycling conditions and a propeller instrument of research and extension activities. Among this work, it is suggested the aggregation of elements, which are complementary to the InfoAU discipline s reorganization, throughout a computerization s plan for the CAUs, extensive to the professional formation, generating a virtuous cycle in several activities of the academic, administrative and, research and extension s departments. Therefore, the InfoAU in the Brazilian CAUs context was analyzed; the main solutions and problems found were systemized; the possibilities of computer science s uses inside AU ware structuralized, InfoAU discipline s improvement plan was also defined, as well as strategies for the implementation of the computerization s plan for the CAUs, which would guarantee its maintenance in a continuity perspective

Observação e análise da utilização da mini-linguagem Karel the robot num modelo de ensino para aprendizagem de programação no 10º ano do Curso Tecnológico de Informática

O grande objectivo deste estudo foi contribuir para a melhoria do ensino da programação de computadores para aluno principiantes, através de um processo de observação da relação pedagógica estabelecida em sala de aula.

Proposta de uma arquitetura especial para simulação lógica

O objetivo deste trabalho é a proposta de uma arquitetura especial para simulação lógica (AESL). As técnicas e modelos utilizados no processo de simulação lógica são brevemente revistos. É definida uma taxonomia para AESL sob a qual são analisadas diversas propostas de AESL relatadas na literatura. Uma taxonomia já existente é comparada com a proposta. A AESL definida é programável para diferentes algoritmos de simulação lógica. O detalhamento da AESL é, então, incrementado pela implementação de um algoritmo particular. Uma linguagem de simulação discreta é utilizada na construção de um modelo da arquitetura. Os resultados da simulação deste modelo permitem avaliar o desempenho da AESL e otimizar sua estrutura. Uma comparação com outras arquiteturas conclui a análise.

Arquiteturas multi-tarefas simultâneas : SEMPRE : arquitetura SMT com capacidade de execução e escalonamento de processos

O avanço tecnológico no projeto de microprocessadores, nos recentes anos, tem seguido duas tendências principais. A primeira tenta aumentar a freqüência do relógio dos mesmos usando componentes digitais e técnicas VLSI mais eficientes. A segunda tenta explorar paralelismo no nível de instrução através da reorganização dos seus componentes internos. Dentro desta segunda abordagem estão as arquiteturas multi-tarefas simultâneas, que são capazes de extrair o paralelismo existente entre e dentro de diferentes tarefas das aplicações, executando instruções de vários fluxos simultaneamente e maximizando assim a utilização do hardware. Apesar do alto custo da implementação em hardware, acredita-se no potencial destas arquiteturas para o futuro próximo, pois é previsto que em breve haverá a disponibilidade de bilhões de transistores para o desenvolvimento de circuitos integrados. Assim, a questão principal a ser encarada talvez seja: como prover instruções paralelas para uma arquitetura deste tipo? Sabe-se que a maioria das aplicações é seqüencial pois os problemas nem sempre possuem uma solução paralela e quando a solução existe os programadores nem sempre têm habilidade para ver a solução paralela. Pensando nestas questões a arquitetura SEMPRE foi projetada. Esta arquitetura executa múltiplos processos, ao invés de múltiplas tarefas, aproveitando assim o paralelismo existente entre diferentes aplicações. Este paralelismo é mais expressivo do que aquele que existe entre tarefas dentro de uma mesma aplicação devido a não existência de sincronismo ou comunicação entre elas. Portanto, a arquitetura SEMPRE aproveita a grande quantidade de processos existentes nas estações de trabalho compartilhadas e servidores de rede. Além disso, esta arquitetura provê suporte de hardware para o escalonamento de processos e instruções especiais para o sistema operacional gerenciar processos com mínimo esforço. Assim, os tempos perdidos com o escalonamento de processos e as trocas de contextos são insignificantes nesta arquitetura, provendo ainda maior desempenho durante a execução das aplicações. Outra característica inovadora desta arquitetura é a existência de um mecanismo de prébusca de processos que, trabalhando em cooperação com o escalonamento de processos, permite reduzir faltas na cache de instruções. Também, devido a essa rápida troca de contexto, a arquitetura permite a definição de uma fatia de tempo (fatia de tempo) menor do que aquela praticada pelo sistema operacional, provendo maior dinâmica na execução das aplicações. A arquitetura SEMPRE foi analisada e avaliada usando modelagem analítica e simulação dirigida por execução de programas do SPEC95. A modelagem mostrou que o escalonamento por hardware reduz os efeitos colaterais causados pela presença de processos na cache de instruções e a simulação comprovou que as diferentes características desta arquitetura podem, juntas, prover ganho de desempenho razoável sobre outras arquiteturas multi-tarefas simultâneas equivalentes, com um pequeno acréscimo de hardware, melhor aproveitando as fatias de tempo atribuídas aos processos.

Arquitetura com elevada taxa de processamento e reduzida largura de banda de memória para a estimação de movimento em vídeos digitais

Nowadays several electronics devices support digital videos. Some examples of these devices are cellphones, digital cameras, video cameras and digital televisions. However, raw videos present a huge amount of data, millions of bits, for their representation as the way they were captured. To store them in its primary form it would be necessary a huge amount of disk space and a huge bandwidth to allow the transmission of these data. The video compression becomes essential to make possible information storage and transmission. Motion Estimation is a technique used in the video coder that explores the temporal redundancy present in video sequences to reduce the amount of data necessary to represent the information. This work presents a hardware architecture of a motion estimation module for high resolution videos according to H.264/AVC standard. The H.264/AVC is the most advanced video coder standard, with several new features which allow it to achieve high compression rates. The architecture presented in this work was developed to provide a high data reuse. The data reuse schema adopted reduces the bandwidth required to execute motion estimation. The motion estimation is the task responsible for the largest share of the gains obtained with the H.264/AVC standard so this module is essential for final video coder performance. This work is included in Rede H.264 project which aims to develop Brazilian technology for Brazilian System of Digital Television

Arquitetura hardware/software de um núcleo NCAP segundo o padrão IEEE 1451.1: uma prova de conceito

Os sensores inteligentes são dispositivos que se diferenciam dos sensores comuns por apresentar capacidade de processamento sobre os dados monitorados. Eles tipicamente são compostos por uma fonte de alimentação, transdutores (sensores e atuadores), memória, processador e transceptor. De acordo com o padrão IEEE 1451 um sensor inteligente pode ser dividido em módulos TIM e NCAP que devem se comunicar através de uma interface padronizada chamada TII. O módulo NCAP é a parte do sensor inteligente que comporta o processador. Portanto, ele é o responsável por atribuir a característica de inteligência ao sensor. Existem várias abordagens que podem ser utilizadas para o desenvolvimento desse módulo, dentre elas se destacam aquelas que utilizam microcontroladores de baixo custo e/ou FPGA. Este trabalho aborda o desenvolvimento de uma arquitetura hardware/software para um módulo NCAP segundo o padrão IEEE 1451.1. A infra-estrutura de hardware é composta por um driver de interface RS-232, uma memória RAM de 512kB, uma interface TII, o processador embarcado NIOS II e um simulador do módulo TIM. Para integração dos componentes de hardware é utilizada ferramenta de integração automática SOPC Builder. A infra-estrutura de software é composta pelo padrão IEEE 1451.1 e pela aplicação especí ca do NCAP que simula o monitoramento de pressão e temperatura em poços de petróleo com o objetivo de detectar vazamento. O módulo proposto é embarcado em uma FPGA e para a sua prototipação é usada a placa DE2 da Altera que contém a FPGA Cyclone II EP2C35F672C6. O processador embarcado NIOS II é utilizado para dar suporte à infra-estrutura de software do NCAP que é desenvolvido na linguagem C e se baseia no padrão IEEE 1451.1. A descrição do comportamento da infra-estrutura de hardware é feita utilizando a linguagem VHDL

Espaço de coworking e a arquitetura: modificações dos suportes, interfaces e espaços de trabalho

Não disponível