Curs acadèmic: 2009–2010 Trimestre: Tercer
Nom de l'assignatura: Computadors III
Codi de l'assignatura: 12623
Estudis: Enginyeria Tècnica de Telecomunicació, esp. Telemàtica
Nombre de crèdits: 5 Nombre de crèdits ECTS: 4
Nombre total d'hores de dedicació: 100
Temporalització:
Curs: 2n
Tipus: Trimestre
Període: 3r
Professorat: Xavier Perramon, Josep Prados
Grup: 1

Guia Docent

Curs acadèmic 2009-2010

Enginyeria Tècnica de Telecomunicació, esp. Telemàtica

Computadors III (12623)

Nombre de crèdits: 5                       Nombre de crèdits ECTS: 4
Nombre total d'hores de dedicació a l'assignatura: 100
Curs: 2n
Tipus: Trimestre
Període: 3r

Presentació de l'assignatura

Aquesta assignatura és la tercera d'un conjunt de tres assignatures troncals en què s'estudien els fonaments de l'estructura dels computadors. Després de presentar el nivell físic (circuits lògics) a Computadors I, i estudiar el subsistema de memòria i una introducció al processador a Computadors II, en l'assignatura de Computadors III s'aprofundeix en l'estudi del processador, prenent com a referència el processador Intel 8086, i es completa l'estudi de l'estructura del computador amb el subsistema d'entrada/sortida.

Prerequisits per al seguiment de l'itinerari formatiu

Per al seguiment d'aquesta assignatura és necessari haver assimilat els conceptes estudiats a Computadors II referents al processador: registres, modes d'adreçament, fases de l'execució de les instruccions, i també els referents a la memòria: característiques, espai d'adreces. També s'usen conceptes introduïts a Computadors I: operacions booleanes, aritmètica binària, representació d'enters en complement a 2, blocs seqüencials bàsics (registres).

Competències a assolir en l'assignatura

Competències generals Competències específiques

Instrumentals

  1. Capacitat d'anàlisi i de síntesi.
  2. Habilitats bàsiques en l'ús d'eines informàtiques.

Interpersonals

  1. Treball en equip.

Sistèmiques

  1. Capacitat d'aplicar els coneixements en la pràctica.

Altres

 

  1. Capacitat per traduir algorismes en llenguatge d'alt nivell a instruccions en llenguatge assemblador d'un processador específic, com és el i8086.
  2. Capacitat per assemblar i muntar programes executables a partir del codi font en llenguatge assemblador, i per depurar-los.
  3. Capacitat per reproduir les fases d'inici i acabament d'una subrutina en assemblador, per permetre que pogués ser cridada des d'un programa en llenguatge d'alt nivell (p. ex., C).
  4. Capacitat per programar operacions d'entrada/sortida en un processador, tant amb el mètode d'enquesta com amb el d'interrupció.
  5. Capacitat per dissenyar algorismes d'operacions d'entrada/sortida amb la tècnica d'accés directe a memòria (DMA).

Objectius d'aprenentatge

Aquesta assignatura pretén aconseguir que l'estudiant sigui capaç de:

  • Identificar la funció de les instruccions bàsiques del processador i8086.
  • Descobrir la funció de les instruccions més complexes del processador i8086 mitjançant els manuals.
  • Distingir els tipus de dades amb què treballa el processador i8086, especialment els naturals i els enters.
  • Identificar els modes d'adreçament del processador i8086 per aplicar-los a les necessitats de cada tipus d'algorisme.
  • Implementar algorismes fent servir el joc d'instruccions del processador i8086.
  • Desenvolupar programes amb les eines de programació del processador i8086: assemblador, amb les seves directives, muntador (linker), i depurador (debugger).
  • Escriure manualment subrutines en assemblador amb la mateixa estructura que les generades per compiladors de llenguatges d'alt nivell.
  • Distingir els tipus d'espais d'adreces dels registres dels dispositius d'entrada/sortida.
  • Dissenyar algorismes per a operacions d'entrada/sortida amb sincronització per enquesta.
  • Dissenyar algorismes per a operacions d'entrada/sortida amb sincronització per interrupció, i els algorismes de les corresponents rutines de servei a interrupció.
  • Descriure el funcionament del mecanisme d'interrupcions en el processador i8086 i el controlador d'interrupcions i8259.
  • Programar en llenguatge assemblador del processador i8086 operacions d'entrada/sortida, amb sincronització tant per enquesta com per interrupció.
  • Descriure el funcionament de la tècnica d'accés directe a memòria (DMA) per a les operacions d'entrada/sortida.

  • Dissenyar algorismes per a operacions d'entrada/sortida fent ús de la tècnica d'accés directe a memòria (DMA).

Avaluació

Criteris generals d'avaluació

La nota final de l'assignatura s'obté a partir dels elements següents:

  • Nota del control voluntari de mig trimestre: 15% si aquesta nota és superior a la de l'examen final (si no, la nota del control no compta).
  • Nota de l'examen final: 40% si la nota del control és superior a aquesta, o 55% si la nota del control no compta.
  • Nota dels exercicis realitzats en grup en els seminaris: 15%.
  • Nota de les pràctiques per parelles: 30%.

Per aprovar l'assignatura en la convocatòria de juny cal que la nota combinada control+examen final sigui igual o superior a 4, que la nota de pràctiques també sigui igual o superior a 4, i que la mitjana ponderada sigui igual o superior a 5.

Per a la convocatòria de setembre se segueix el mateix criteri, usant la nota obtinguda en l'examen de setembre, si s'ha fet, en comptes de la de l'examen final de juny, mantenint la mateixa nota de control i de seminaris que al juny, i, si és el cas, amb una nova nota de pràctiques.

Avaluació de les pràctiques

Abans de l'inici de la primera pràctica es publicarà la normativa específica per a la realització de les pràctiques de l'assignatura.

Pel que fa a l'avaluació, el lliurament de les pràctiques és obligatori. Si no es lliura alguna pràctica, la nota de pràctiques de l'assignatura serà Suspens.

L'avaluació de les pràctiques es farà a partir dels materials lliurats (estudis previs + pràctiques) i, si és necessari (com en el cas de no assistència a alguna classe), una o més entrevistes per comprovar la comprensió del treball realitzat per cada membre del grup de pràctiques.

En cas de no superar l'assignatura en la convocatòria de juny, la nota de pràctiques obtinguda al juny es guarda per al setembre. Però si aquesta nota és insuficient per aprovar l'assignatura, per obtenir una nova nota de pràctiques a la convocatòria de setembre caldrà realitzar totes les pràctiques individualment i tenir una entrevista personal amb el professor de pràctiques.

 Concreció per competències

Competències a assolir en l'assignatura Indicador d'assoliment Procediment d'avaluació Temporalització
Competències generals
  1. Capacitat d'anàlisi i de síntesi.
  1. Resolució dels problemes de programació del processador i8086, de subrutines, d'entrada/sortida i de DMA.
  1. Exercicis dels seminaris, control, examen final.
  1. Durant el trimestre (seminaris), mig trimestre (control), fi del trimestre (examen).
  1. Habilitats bàsiques en l'ús d'eines informàtiques.
  1. Realització de les pràctiques de programació del processador i8086, de subrutines, i d'entrada/sortida.
  1. Pràctiques.
  1. Durant el trimestre.
  1. Treball en equip.
  1. Realització dels exercicis en grup dels seminaris i de les pràctiques en parella.
  1. Exercicis dels seminaris, pràctiques.
  1. Durant el trimestre.
  1. Capacitat d'aplicar els coneixements en la pràctica.
  1. Resolució dels problemes i realització de les pràctiques.
  1. Exercicis dels seminaris, pràctiques, control, examen final.
  1. Durant el trimestre (seminaris, pràctiques), mig trimestre (control), fi del trimestre (examen).
Competències específiques
  1. Traducció d'algorismes d'alt nivell a llenguatge assemblador.
  1. Resolució dels problemes de programació del processador i8086 i realització de les pràctiques de llenguatge assemblador.
  1. Exercicis dels seminaris, pràctiques, control, examen final.
  1. Primera meitat del trimestre (seminaris, pràctiques), mig trimestre (control), fi del trimestre (examen).
  1. Assemblatge, muntatge i depuració de programes executables a partir del codi font en llenguatge assemblador.
  1. Realització de les pràctiques.
  1. Pràctiques.
  1. Durant el trimestre.
  1. Escriptura de subrutines en llenguatge assemblador.
  1. Resolució dels problemes de subrutines i realització de les pràctiques de subrutines.
  1. Exercicis dels seminaris, pràctiques, control, examen final.
  1. Primera meitat del trimestre (seminaris, pràctiques), mig trimestre (control), fi del trimestre (examen).
  1. Programació d'operacions d'entrada/sortida per enquesta i per interrupció.
  1. Resolució dels problemes d'entrada/sortida i realització de les pràctiques d'entrada/sortida sortida.
  1. Exercicis dels seminaris, pràctiques, examen final.
  1. Segona meitat del trimestre (seminaris, pràctiques), fi del trimestre (examen).
  1. Disseny d'algorismes d'operacions d'entrada/sortida sortida amb DMA.
  1. Resolució dels problemes de DMA.
  1. Exercicis dels seminaris, examen final.
  1. Segona meitat del trimestre (seminaris), fi del trimestre (examen).

 

Continguts

Blocs de contingut

-    Bloc de contingut 1. El processador i8086.
Introducció: la família de processadors Intel x86.
Arquitectura del processador i8086: tipus de dades, registres, modes d'adreçament, joc d'instruccions.
Llenguatge assemblador.
Subrutines.
    
- Bloc de contingut 2. Subsistema d'entrada/sortida.
Estructura bàsica del subsistema d'E/S i espais d'adreces dels registres d'E/S.
Programació de les operacions d'E/S.
Sincronització per enquesta.
Sincronització per interrupció.
Gestió de les interrupcions en el processador i8086: el controlador i8259.
Accés directe a memòria (DMA).

Organització i concreció dels continguts

Bloc de contingut 1. El processador i8086.

Conceptes Procediments Actituds
  1. Joc d'instruccions
  2. Llenguatge assemblador
  3. Tipus de dades: números naturals i enters
  4. Modes d'adreçament
  5. Subrutines
  6. Pas de paràmetres i resultats
  1. Traducció d'algorismes a instruccions del processador
  2. Programació en llenguatge assemblador
  3. Assemblatge, muntatge i depuració de programes
  4. Programació i crida de subrutines
  5. Pas de paràmetres i resultats per la pila i per registres

Bloc de contingut 2. Subsistema d'entrada/sortida.

Conceptes Procediments Actituds
  1. Dispositius i registres d'E/S
  2. Espais d'adreces del registres d'E/S
  3. Sincronització per enquesta
  4. Sincronització per interrupció
  5. Vector d'interrupció i rutina de servei a interrupció
  6. Controlador d'interrupcions
  7. Accés directe a memòria (DMA)
  1. Programació d'operacions d'E/S per enquesta
  2. Programació d'operacions d'E/S per interrupció
  3. Disseny d'algorismes per a operacions d'E/S amb DMA

Metodologia

Enfocament metodològic de l'assignatura

Les activitats a realitzar per l'estudiant consisteixen en l'assistència a les classes de teoria i l'estudi dels temes que s'hi imparteixen, la preparació i la participació en els exercicis a realitzar en les classes de seminari, l'estudi previ i la realització de les pràctiques, i la preparació per a l'examen final, fins al total de 100 hores corresponents als 4 crèdits ECTS. D'aquestes 100 hores, aprox. 1/3 són presencials (18 hores de classe de teoria, 8 hores de seminaris, i 12 hores de pràctiques), i els altres 2/3 són de treball fora de l'aula.

A les classes de teoria es presenten els conceptes de l'assignatura i es detallen els mètodes per aplicar aquests conceptes. A les classes de seminari es realitzaran activitats en grups d'unes 4 persones, centrades en la realització d'exercicis i resolució de problemes, a partir d'uns enunciats plantejats amb antelació i que s'hauran d'haver preparat abans de cada seminari. Les activitats dels seminaris es realitzaran de manera interactiva i amb la possibilitat de resoldre dubtes amb el professor, i també amb la possibilitat que el professor plantegi sobre la marxa variants dels problemes originals a resoldre per cada grup. I a les classes pràctiques, es realitzaran pràctiques per parelles a l'aula d'ordinadors, els enunciats de les quals també s'hauran plantejat amb antelació i de les quals caldrà haver preparat un estudi previ abans de la classe.

Organització temporal: sessions, activitats d'aprenentatge i temps estimat de dedicació

Període temporal Tipus de sessions i activitats Temps estimat de dedicació
(setmana) d'aprenentatge (hores)

Setmana 1
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Gran grup

    Classes de teoria

2
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Treball personal

4

Setmana 2
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Gran grup

    Classes de teoria

4
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Treball personal

8

Setmana 3
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Gran grup

    Classes de teoria

4

Petit grup

    Seminaris

2
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Treball personal
    Activitat dirigida

8
4

Setmana 4
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Petit grup

    Seminaris

2

Parelles

    Pràctiques

2
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Activitat dirigida

8

Setmana 5
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Parelles

    Pràctiques

2
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Activitat dirigida

4

Setmana 6
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Gran grup

    Classes de teoria

2

Parelles

    Pràctiques

2
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Treball personal
    Activitat dirigida

4
4

Setmana 7
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Gran grup

    Classes de teoria

4
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Treball personal

8

Setmana 8
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Petit grup

    Seminaris

2
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Activitat dirigida

4

Setmana 9
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Gran grup

    Classes de teoria

2

Parelles

    Pràctiques

2
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Treball personal
    Activitat dirigida

4
4

Setmana 10
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Petit grup

    Seminaris

2

Parelles

    Pràctiques

2
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Activitat dirigida

8

Setmana 11
  • Dins de l'aula (presencial)

Agrupament (gran grup, petit grup, parelles i individual)

Parelles

    Pràctiques

2
  • Fora de l'aula (no presencial)

Autònom

    Activitat dirigida

4

Fonts d'informació i recursos didàctics

Fonts d'informació per a l'aprenentatge. Bibliografia bàsica (suport paper i electrònic)

  • RODRÍGUEZ-ROSELLÓ, M. Á.: 8088/8086–8087, programación ensamblador en entorno MS-DOS

Fonts d'informació per a l'aprenentatge. Bibliografia complementària (suport paper i electrònic)

  • BREY, B. B.: The Intel microprocessors: 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III and Pentium 4
  • PATTERSON, D.; HENNESSY, J.: Estructura y diseño de computadores. Interficie circui- tería/programación
  • STALLINGS, W.: Organización y arquitectura de computadores: diseño para optimizar prestaciones (5a ed.)
  • TANENBAUM, A.: Structured computer organization (4th ed.)

Fonts d'informació per a l'aprenentatge. Bibliografia de reforç (suport paper i electrònic)

Recursos didàctics. Material docent de l'assignatura

- Resum dels temes de teoria
- Resum del joc d'instruccions del processador i8086
- Enunciats de problemes
- Enunciats de pràctiques

Recursos didàctics. Materials i eines de suport

- Manual de les eines a utilitzar en les pràctiques (TurboAssembler, TurboLinker, TurboDebugger)

Programació d'Activitats

Activitat dins de l'aula Activitat fora de l'aula Lliurament
Activitats d'avaluació
Setmana Activitats
d'aprenentatge		 Recursos
didàctics		 Temps
estimat		 Activitats
d'aprenentatge		 Recursos
didàctics		 Temps
estimat		 Tipus Caràcter
(obligatòria/optativa)		 Temps
estimat
1 Classe de teoria 1: Introducció al processador i8086. 2 h Repàs de la classe de teoria 4 h
2 Classe de teoria 2: Joc d'instruccions del i8086. Llenguatge assemblador 4 h Repàs de la classe de teoria 8 h
3 Seminari 1: Programació del i8086 2 h Preparació del seminari 4 h Exercicis del seminari Optatiu
Classe de teoria 3: Subrutines (1) 2 h Repàs de la classe de teoria 4 h
Classe de teoria 4: Subrutines (2) 2 h Repàs de la classe de teoria 4 h
4 Pràctica 1: Programació del i8086 2 h Estudi previ de la pràctica 4 h Estudi previ i pràctica realitzada Obligatori
Seminari 2: Subrutines 2 h Preparació del seminari 4 h Exercicis del seminari Optatiu
5 Pràctica 2: Subrutines (1) 2 h Estudi previ de la pràctica 4 h Estudi previ i pràctica realitzada Obligatori
6 Pràctica 3: Subrutines (2) 2 h Estudi previ de la pràctica 4 h Estudi previ i pràctica realitzada Obligatori
Control de mig trimestre 2 h Preparació del control 4 h Control de mig trimestre Optatiu
7 Classe de teoria 5: Entrada/sortida 4 h Repàs de la classe de teoria 8 h
8 Seminari 3: Entrada/sortida 2 h Preparació del seminari 4 h Exercicis del seminari Optatiu
9 Pràctica 4: E/S per enquesta 2 h Estudi previ de la pràctica 4 h Estudi previ i pràctica realitzada Obligatori
Classe de teoria 6: DMA 2 h Repàs de la classe de teoria 4 h
10 Pràctica 5: E/S per interrupcions (1) 2 h Estudi previ de la pràctica 4 h Estudi previ i pràctica realitzada Obligatori
Seminari 4: DMA 2 h Preparació del seminari 4 h Exercicis del seminari Optatiu
11 Pràctica 6: E/S per interrupcions (2) 2 h Estudi previ de la pràctica 4 h Estudi previ i pràctica realitzada Obligatori