Curso 2014-15
Arquitectura de Computadores
| Titulación: | Código: | Tipo: |
| Grado en IngenierÃa Informática | 21416 | Obligatoria 2º curso |
| Grado en IngenierÃa Telemática | 22604 | Optativa |
| Grado en IngenierÃa en Sistemas Audiovisuales | 21656 | Optativa |
| Créditos ECTS: | 8 | Dedicación: | 200 horas | Trimestre: | 1º y 2º |
| Departamento: | Dpto. de TecnologÃas de la Información y las Comunicaciones |
| Coordinador: | Enric Peig |
| Profesorado: | Enric Peig, David Sánchez, David Llanos, Jonathan Ferrer |
| Idioma: | EP, JF: català DS, DL: castellà |
| Horario: | |
| Campus: | Campus de la Comunicación - Poblenou |
Esta asignatura pretende dar una visión de las arquitecturas más utilizadas actualmente en el diseño de computadores, ya sea como sistemas autónomos (servidores, equipos individuales) o como sistemas empotrados. Se hará hincapié en las arquitecturas RISC (Reduced Instruction Set Computing) frente a las CISC (Complex Instruction Set Computing) y en las técnicas de segmentación de los procesadores para conseguir reducir el tiempo de ejecución de las instrucciones. Igualmente se completará la visión del modelo de von Neumann comenzada la asignatura Lógica Digital y Computadores de primer curso, con el repaso a los subsistemas memoria y entrada / salida. Para terminar se presentan los principios de diseño y funcionamiento de los llamados supercomputadores.
Se recomienda fuertemente haber seguido con aprovechamiento la asignatura de Lógica Digital y Computadores (o similar), porque se partirá del supuesto de que el alumno tiene adquiridos los fundamentos de la lógica digital, la representación binaria de la información y las operaciones aritméticas en el sistema binario; conoce el modelo de Von Neumann y sus implicaciones, así como el funcionamiento a nivel de circuito de los procesadores, el concepto de lenguaje máquina y tiene una cierta destreza haciendo sencillos programas en algún lenguaje ensamblador.
| Competencias transversales | Competencias específicas |
|---|---|
| Instrumentales 1. Capacidad de análisis y síntesis 2. Resolución de problemas 3. Razonamiento lógico 4. Gestión de la información 5. Organización del tiempo y planificación Sistémicas 6. Capacidad para aplicar el conocimiento teórico a la práctica |
1. Conocimiento de la segmentación del procesador, y de la técnica del pipelining para la ejecución de instrucciones 2. Conocimiento de los fundamentos de las arquitecturas RISC y CISC, y sus diferencias 3. Identificación de los obstáculos del pipelining y cómo se pueden solucionar 4. Conocimiento de la evolución 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 básica de los sistemas de memoria, y la jerarquía de memorias 8. Diseño de sistemas simples de memoria 9. Diseño de sistemas de memoria entrelazada 10. Conocimiento de los principios de funcionamiento de la memoria caché 11. Conocimiento de los principios de funcionamiento de los dispositivos de entrada / salida y su relación con el procesador 12. Conocimiento de los principios de la supercomputación |
Criterios generales de evaluación
Para
superar la asignatura es necesario aprobar dos controles parciales,
correspondientes a la materia de los dos trimestres y realizar 5
prácticas en el laboratorio. Estas
prácticas serán revisadas y puntuadas por los profesores durante las
sesiones de laboratorio, y la puntuación sólo será igual o superior a 5
si se han hecho de forma provechosa. Las prácticas se realizarán en grupos de 3 alumnos.
En
el caso de que un grupo no haya podido entregar alguna de las
prácticas, la evaluación se realizará en una entrevista personal con el
profesor de laboratorio, que hay que concertar en horas de tutoría antes
del período de exámenes del trimestre. Para poder optar a la entrevista debe haberse realizado en su momento alguna de las prácticas. No se admitirá a la entrevista recuperar la totalidad de las prácticas.
Al final de cada trimestre se realizará una prueba escrita, donde se evaluarán las competencias relativas a cada trimestre. Ambos se pueden recuperar por separado el período extraordinario de exámenes del mes de julio. Hay que tener un mínimo de un 5 a cada parte para poder superar la asignatura.
La nota final de la asignatura será la suma de un 60% de la media de los dos controles y un 40% de la nota de prácticas.
En ningún caso se guarda ninguna nota de un curso a otro.
| Algunas características | Momento | Recuperable | |
|---|---|---|---|
| Pruebas escritas |
|
60% |
Recuperable (julio) |
| Pruebas de ejecución |
Prácticas Es necesario aprovar las 5 prácticas |
40% |
No recuperable |
| Pruebas de validación de ejecución |
De forma excepcional, se podra recuperar alguna de las 5 prácticas 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. supercomputación
Organización y concreción de los contenidos:
Bloque de contenido 1. -Arquitecturas RISC vs CISC. El pipelining
| Conceptos | Procedimientos | Actitudes |
|---|---|---|
|
1. Segmentación del procesador 2. Pipelining 3. RISC 4. CISC |
|
Bloque de contenido 2. -Una arquitectura CISC: Intel
| Conceptos | Procedimientos | Actitudes |
|---|---|---|
|
1. Características de los primeros microprocesadores d’Intel: 8086, 80386 2. Evolución de la arquitectura Intel |
|
Bloque de contenido 3. -Una arquitectura RISC: MIPS
| Conceptos | Procedimientos | Actitudes |
|---|---|---|
|
1. Arquitectura básica del procesador MIPS 2. El juego de instrucciones del MIPS |
1. Realización de programas en lenguaje asemblador |
1. Claridad y pulcritud en la realización de las prácticas |
Enfoque metodológico de la asignatura
En
las sesiones de teoría, todas en grupo grande, se introducirán los
conceptos teóricos básicos y se mostrarán los procedimientos adecuados
para la resolución de los problemas. En
las sesiones de seminario se discutirán los problemas que los alumnos
previamente habrán trabajado, y se resolverán las dudas que puedan
surgir. En las sesiones de laboratorio se realizarán prácticas de programación en lenguaje ensamblador. El objetivo es doble: por un lado deben servir para entender y
consolidar los conceptos teóricos y por el otro sirven como indicadores
de evaluación de la consecución de las competencias relacionadas con la
programación del procesador.
El trabajo fuera del aula consistirá básicamente en la búsqueda de
información complementaria, la resolución de problemas propuestos, la
preparación de las prácticas y la realización de estudios previos.
Organización temporal: sesiones, actividades de aprendizaje y tiempo estimado de dedicación
Las entregas previstos serán a las sesiones de laboratorio y en las sesiones de seminario.
Las horas estimadas de dedicación son:
| Actividades en el aula | Actividades fuera del aula | Evaluación | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temas | Grupo grande | Laboratorio | Seminario | Preparación de prácticas | Estudio personalizado y realización de problemas | Examen | |
|
Introducción |
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 Memória |
6 |
4 |
16 |
||||
|
5. Subsistema Entrada/Salida |
6 |
|
2 |
12 |
|
||
|
6. Supercomputación |
6 |
8 |
4 |
16 |
18 |
||
|
6 |
|||||||
|
Total: |
36 |
20 |
16 |
40 |
82 |
6 |
Total: 200 |
Fuentes de información para el aprendizaje. Bibliografía básica (soporte papel y electrónico)
• PATTERSON, David A.; HENNESSY, John L.: Estructura y diseño de computadoras: interfaz circuitería-programación. Ed. Reverté, 2000.
• Tanenbaum, Andrew S.: Structured Computer Organization, Ed. Prentice-Hall, 1999.
Fuentes de información para el aprendizaje. Bibliografía complementaria (soporte papel y electrónico)
• ANGULO, JM: Sistemas digitales y tecnología de computadoras. Ed. Thompson, 2002.
• HEURING, Vincent P.; JORDAN, Harry F.: Computer systems design and architecture. Reading: Addison Wesley, 1997.
• ANGULO USATEGUI, José M.: Microprocesadores avanzados 386 Y 486: introducción al Pentium y Pentium pro. 4 ª ed. Madrid: Paraninfo, 1998.
Recursos didácticos. Material docente de la asignatura
• Colección de problemas
• Apuntes para el examen