Curso 2015-2016
Arquitectura de Computadores
| Titulación: | Código: | Tipo: |
| Grado en Ingeniería Informática | 21416 | Obligatoria 2º curso |
| Grado en Ingeniería Telemática | 22604 | Optativa |
| Grado en Ingeniería en Sistemas Audiovisuales | 21656 | Optativa |
| Créditos ECTS: | 8 | Dedicación: | 200 horas | Trimestre: | 1º y 2º |
| Departamento: | Dpto. de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones |
| Coordinador: | Enric Peig |
| Profesorado: | Enric Peig, David S�nchez, David Llanos, Jonathan Ferrer |
| Idioma: | EP, JF: catal� DS, DL: castell� |
| Horario: | |
| Campus: | Campus de la Comunicación - Poblenou |
Esta asignatura pretende dar una visi�n de las arquitecturas m�s utilizadas actualmente en el dise�o de computadores, ya sea como sistemas aut�nomos (servidores, equipos individuales) o como sistemas empotrados. Se har� hincapi� en las arquitecturas RISC (Reduced Instruction Set Computing) frente a las CISC (Complex Instruction Set Computing) y en las t�cnicas de segmentaci�n de los procesadores para conseguir reducir el tiempo de ejecuci�n de las instrucciones. Igualmente se completar� la visi�n del modelo de von Neumann comenzada la asignatura L�gica Digital y Computadores de primer curso, con el repaso a los subsistemas memoria y entrada / salida. Para terminar se presentan los principios de dise�o y funcionamiento de los llamados supercomputadores.
Se recomienda fuertemente haber seguido con aprovechamiento la asignatura de L�gica Digital y Computadores (o similar), porque se partir� del supuesto de que el alumno tiene adquiridos los fundamentos de la l�gica digital, la representaci�n binaria de la informaci�n y las operaciones aritm�ticas en el sistema binario; conoce el modelo de Von Neumann y sus implicaciones, as� como el funcionamiento a nivel de circuito de los procesadores, el concepto de lenguaje m�quina y tiene una cierta destreza haciendo sencillos programas en alg�n lenguaje ensamblador.
| Competencias transversales | Competencias espec�ficas |
|---|---|
| Instrumentales 1. Capacidad de an�lisis y s�ntesis 2. Resoluci�n de problemas 3. Razonamiento l�gico 4. Gesti�n de la informaci�n 5. Organizaci�n del tiempo y planificaci�n Sist�micas 6. Capacidad para aplicar el conocimiento te�rico a la pr�ctica |
1. Conocimiento de la segmentaci�n del procesador, y de la t�cnica del pipelining para la ejecuci�n de instrucciones 2. Conocimiento de los fundamentos de las arquitecturas RISC y CISC, y sus diferencias 3. Identificaci�n de los obst�culos del pipelining y c�mo se pueden solucionar 4. Conocimiento de la evoluci�n de la arquitectura Intel para procesadores 5. Conocimiento de una arquitectura RISC real: MIPS 6. Escritura de programas sencillos en lenguaje ensamblador 7. Conocimiento de la arquitectura b�sica de los sistemas de memoria, y la jerarqu�a de memorias 8. Dise�o de sistemas simples de memoria 9. Dise�o de sistemas de memoria entrelazada 10. Conocimiento de los principios de funcionamiento de la memoria cach� 11. Conocimiento de los principios de funcionamiento de los dispositivos de entrada / salida y su relaci�n con el procesador 12. Conocimiento de los principios de la supercomputaci�n |
Criterios generales de evaluaci�n
Para
superar la asignatura es necesario aprobar dos controles parciales,
correspondientes a la materia de los dos trimestres y realizar 5
pr�cticas en el laboratorio. Estas
pr�cticas ser�n revisadas y puntuadas por los profesores durante las
sesiones de laboratorio, y la puntuaci�n s�lo ser� igual o superior a 5
si se han hecho de forma provechosa. Las pr�cticas se realizar�n en grupos de 3 alumnos.
En
el caso de que un grupo no haya podido entregar alguna de las
pr�cticas, la evaluaci�n se realizar� en una entrevista personal con el
profesor de laboratorio, que hay que concertar en horas de tutor�a antes
del per�odo de ex�menes del trimestre. Para poder optar a la entrevista debe haberse realizado en su momento alguna de las pr�cticas. No se admitir� a la entrevista recuperar la totalidad de las pr�cticas.
Al final de cada trimestre se realizar� una prueba escrita, donde se evaluar�n las competencias relativas a cada trimestre. Ambos se pueden recuperar por separado el per�odo extraordinario de ex�menes del mes de julio. Hay que tener un m�nimo de un 5 a cada parte para poder superar la asignatura.
La nota final de la asignatura ser� la suma de un 60% de la media de los dos controles y un 40% de la nota de pr�cticas.
En ning�n caso se guarda ninguna nota de un curso a otro.
| Algunas caracter�sticas | Momento | Recuperable | |
|---|---|---|---|
| Pruebas escritas |
|
60% |
Recuperable (julio) |
| Pruebas de ejecuci�n |
Pr�cticas Es necesario aprovar las 5 pr�cticas |
40% |
No recuperable |
| Pruebas de validaci�n de ejecuci�n |
De forma excepcional, se podra recuperar alguna de las 5 pr�cticas con una entrevista |
|
No recuperable |
Bloques de contenido
1. Arquitecturas RISC vs CISC. El pipelining
2. Una arquitectura CISC: Intel
3. Una arquitectura RISC: MIPS
4. subsistema Memoria
5. Subsistema Entrada / Salida
6. supercomputaci�n
Organizaci�n y concreci�n de los contenidos:
Bloque de contenido 1. -Arquitecturas RISC vs CISC. El pipelining
| Conceptos | Procedimientos | Actitudes |
|---|---|---|
|
1. Segmentaci�n del procesador 2. Pipelining 3. RISC 4. CISC |
|
Bloque de contenido 2. -Una arquitectura CISC: Intel
| Conceptos | Procedimientos | Actitudes |
|---|---|---|
|
1. Caracter�sticas de los primeros microprocesadores d�Intel: 8086, 80386 2. Evoluci�n de la arquitectura Intel |
|
Bloque de contenido 3. -Una arquitectura RISC: MIPS
| Conceptos | Procedimientos | Actitudes |
|---|---|---|
|
1. Arquitectura b�sica del procesador MIPS 2. El juego de instrucciones del MIPS |
1. Realizaci�n de programas en lenguaje asemblador |
1. Claridad y pulcritud en la realizaci�n de las pr�cticas |
Enfoque metodol�gico de la asignatura
En
las sesiones de teor�a, todas en grupo grande, se introducir�n los
conceptos te�ricos b�sicos y se mostrar�n los procedimientos adecuados
para la resoluci�n de los problemas. En
las sesiones de seminario se discutir�n los problemas que los alumnos
previamente habr�n trabajado, y se resolver�n las dudas que puedan
surgir. En las sesiones de laboratorio se realizar�n pr�cticas de programaci�n en lenguaje ensamblador. El objetivo es doble: por un lado deben servir para entender y
consolidar los conceptos te�ricos y por el otro sirven como indicadores
de evaluaci�n de la consecuci�n de las competencias relacionadas con la
programaci�n del procesador.
El trabajo fuera del aula consistir� b�sicamente en la b�squeda de
informaci�n complementaria, la resoluci�n de problemas propuestos, la
preparaci�n de las pr�cticas y la realizaci�n de estudios previos.
Organizaci�n temporal: sesiones, actividades de aprendizaje y tiempo estimado de dedicaci�n
Las entregas previstos ser�n a las sesiones de laboratorio y en las sesiones de seminario.
Las horas estimadas de dedicaci�n son:
| Actividades en el aula | Actividades fuera del aula | Evaluaci�n | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temas | Grupo grande | Laboratorio | Seminario | Preparaci�n de pr�cticas | Estudio personalizado y realizaci�n de problemas | Examen | |
|
Introducci�n |
1 |
|
|
|
|||
|
1. Arquitecturas RISC vs CISC. El pipelining |
5 |
2 |
10 |
||||
|
2. Una arquitectura CISC: Intel |
6 |
2 |
8 |
||||
|
3. Una arquitectura RISC: MIPS |
6 |
12 |
2 |
24 |
12 |
||
|
4. Subsistema Mem�ria |
6 |
4 |
16 |
||||
|
5. Subsistema Entrada/Salida |
6 |
|
2 |
12 |
|
||
|
6. Supercomputaci�n |
6 |
8 |
4 |
16 |
18 |
||
|
6 |
|||||||
|
Total: |
36 |
20 |
16 |
40 |
82 |
6 |
Total: 200 |
Fuentes de informaci�n para el aprendizaje. Bibliograf�a b�sica (soporte papel y electr�nico)
� PATTERSON, David A.; HENNESSY, John L.: Estructura y dise�o de computadoras: interfaz circuiter�a-programaci�n. Ed. Revert�, 2000.
� Tanenbaum, Andrew S.: Structured Computer Organization, Ed. Prentice-Hall, 1999.
Fuentes de informaci�n para el aprendizaje. Bibliograf�a complementaria (soporte papel y electr�nico)
� ANGULO, JM: Sistemas digitales y tecnolog�a de computadoras. Ed. Thompson, 2002.
� HEURING, Vincent P.; JORDAN, Harry F.: Computer systems design and architecture. Reading: Addison Wesley, 1997.
� ANGULO USATEGUI, Jos� M.: Microprocesadores avanzados 386 Y 486: introducci�n al Pentium y Pentium pro. 4 � ed. Madrid: Paraninfo, 1998.
Recursos did�cticos. Material docente de la asignatura
� Colecci�n de problemas
� Apuntes para el examen