ASIGNATURA: Estructura de Computadores


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1 ASIGNATURA: Estructura de Computadores I. T. Informática de Sistemas Gestión Universidad de Alcalá Curso Académico 09/10 Curso 1º Cuatrimestre 1º

2 GUÍA DOCENTE Nombre de la asignatura: Estructura de Computadores Código: / Titulación en la que se imparte: I. T. Informática de Sitemas / Gestión Departamento y Área de Conocimiento: Automática. ATC Carácter: Troncal Créditos ECTS / Alcalá: 3 / 4,5 Curso: Primero Profesorado: Horario de Tutoría: Idioma en el que se imparte: El horario de tutorías es el indicado por el profesor en su página Web o en el tablón de anuncios del Departamento de Automática. Español 1. PRESENTACIÓN Estructura de Computadores es una asignatura a extinguir con la entrada de los nuevos planes de grado. Por lo tanto la evaluación consistirá únicamente en un examen final de la asignatura. La asignatura está enfocada como el primer contacto del estudiante con la tecnología que conforma un computador, la arquitectura von Neuman, los sistemas de representación y la programación en lenguaje máquina y ensamblador. Prerrequisitos y Recomendaciones El requisito indispensable, dado que es una asignatura a extinguir en la que no se impartirá docencia reglada, es que el alumno debe haber estado matriculado y cursado la misma con anterioridad. 2. COMPETENCIAS Competencias genéricas: 1. Capacidad de comprensión de los elementos que componen un computador 2

3 2. Capacidad de trabajar con números representados en diferentes bases y sistemas de representación 3. Capacidad de trabajar con programas en ensamblador sencillos 4. Capacidad para comprender los conceptos relativos a los mapas de memoria 5. Capacidad para conocer los mecanismos sencillos de entrada/salida y el funcionamiento interno de los periféricos más usuales Competencias específicas: 1. Capacidad de comprensión de la arquitectura von Neuman 2. Capacidad de trabajar con programas en ensamblador 3. CONTENIDOS Contenidos: Introducción a los computadores. Niveles de abstracción de un computador. Conceptos básicos. Evolución histórica de los computadores. Redes de computadores. Arquitectura Von Neumann y fases de ejecución de una instrucción. Lenguajes de programación. Rendimiento de los computadores. Representación de la información.introducción. Cambio de base y suma en base dos. Modos de representación: representaciones alfanuméricas y representaciones numéricas en coma fija y en coma flotante. Representaciones redundantes. Operaciones aritméticas y lógicas. Suma-resta en los diferentes sistemas de representación de coma fija. Operaciones lógicas: and, or, not, xor y operaciones de desplazamiento. Introducción a circuitos digitales: puertas lógicas, multiplexores, decodificadores, registros y otros elementos de memoria. Lenguaje máquina y ensamblador. Programación en lenguaje máquina. Modos de direccionamiento. Lenguaje ensamblador. Sentencias de ensamblador. Instrucciones y pseudo-instrucciones. Técnicas de codificación de las instrucciones. Memorias. Introducción. Jerarquía de memoria. Fundamentos y características de las memorias. Dispositivos de almacenamiento. 3

4 Memoria interna del computador. Tipos de memorias: RAM y ROM. Mapa y ampliación de la memoria de un computador. Configuración de la memoria principal y conexión de pastillas de memoria. Estructura del PC y entrada salida. Introducción. Estructura del PC. Comunicación CPU-periféricos. Mapa de E/S. Sincronización. Diseño de un sistema de E/S. Programación de los contenidos Se presenta el total de horas impartidas los cursos anteriores para la enseñanza de los temas, de forma que el estudiante tenga una orientación que le guíe en la planificación de las horas de estudio que debe dedicar a cada uno de los temas de la asignatura. Unidades temáticas Temas Total horas, clases, créditos o tiempo de dedicación Introducción a los computadores Tema 1 3 horas Sistemas de Representación Tema 2 5 horas Operaciones aritméticas y lógicas Tema 3 3 horas Lenguaje máquina y lenguaje ensamblador Tema 4 16 horas El sistema de memoria Tema 5 7 horas Entrada salida y periféricos Tema 6 8 horas Cronograma (Optativo) Igualmente se presenta un cronograma de estudio orientativo para el estudiante basado en cursos anteriores. Semana / Sesión Contenido 01ª Presentación de la asignatura y de la evaluación 4

5 02ª Tema 1: hasta redes de computadores 03ª Tema 1: desde redes de computadores hasta el final 04ª Tema 2: sistemas de coma fija 05ª Tema 2: sistemas de coma flotante 06ª Tema 2: representaciones redundantes 07ª Tema 3: operaciones aritméticas 08ª Tema 3: operaciones lógicas y introducción a los circuitos digitales 09ª Tema 4: hasta segmentación de 80x86 10ª Tema 4: repertorio de instrucciones 11ª Tema 4: modos de direcionamiento y formato de instrucciones 12ª Tema 5: mapas de memoria 13ª Tema 6: periféricos 14ª Tema 6: entrada salida 4. METODOLOGÍAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE. ACTIVIDADES FORMATIVAS El estudiante deberá preparar la asignatura de manera libre y presentarse a un examen final. Todo el material docente: transparencias, bibliografía recomendada, ejercicios, soluciones a los ejercicios y exámenes de cursos anteriores estará disponible en la página Web de la asignatura. Número de horas totales: Número de horas presenciales: 1 obligatoria 4 opcionales Número de horas del trabajo propio del estudiante: Las que el estudiante estime necesarias para superar la asignatura mediante un examen final Estrategias metodológicas Sesión 1ª (1 hora) Sesión 2ª OPTATIVA(2 horas) (a petición de los alumnos) Se presentará la asignatura, el material de apoyo y el método de evaluación a los alumnos. La semana antes de que comiencen las vacaciones de 5

6 Sesión 3ª OPTATIVA (2 horas) (a petición de los alumnos( Navidad, el profesor resolverá dudas de los temas 1, 2 y 3 en el aula y hora de tutorías que se publicará más adelante en la página Web. La sesión dependerá de que exista un mínimo de 10 alumnos que hayan solicitado la clase. La semana antes de que comiencen los exámenes el profesor resolverá dudas de los temas 4, 5 y 6 en el aula y hora de tutorías que se publicará más adelante en la página Web. La sesión dependerá de que exista un mínimo de 10 alumnos que hayan solicitado la clase. Materiales y recursos Todo el material docente: transparencias, bibliografía recomendada, ejercicios, soluciones a los ejercicios y exámenes de cursos anteriores resueltos estará disponible en la página Web de la asignatura: 5. EVALUACIÓN Criterios de evaluación Criterios de calificación Procedimientos de evaluación Examen final de la asignatura 6. BIBLIOGRAFÍA Bibliografía Básica Tema 1: Introducción a los computadores Estructura y diseño de Computadores,David A. Patterson, John L. Hennessy.Ed. Reverté S.A. 2000: 6

7 Capítulo 1: Trata la historia del desarrollo de los computadores y proporciona una perspectiva de cómo los programas y los circuitos necesitarán escalarse durante las próximas décadas Capítulo 2: Habla sobre el rendimiento de los computadores. Toma el tiempo como única mediada segura para medir el rendimiento de los computadores Fundamentos de los Computadores. Pedro de Miguel Anasagasti. Ed. Paraninfo Capítulo 1: Establece el concepto de computador digital, presenta una serie de términos y conceptos de tipo general y muestra la historia del desarrollo de los computadores Estructura de Computadores. José Mª Angulo Usategui. Ed. Paraninfo Capítulo 1: Describe una introducción de la arquitectura típica del computador y su desarrollo y revisa los conceptos básicos sobre el rendimiento y la evaluación de los sistemas informáticos Arquitectura de Computadores. J. Antonio de Frutos, Rafael Rico. Ed. Universidad de Alcalá Capítulo 1: Trata la evolución histórica de los computadores. Define qué se entiende por Estructura y Arquitectura de Computadores. También presenta una serie de conceptos de tipo general Tema 2: sistemas de represenación Estructura y diseño de Computadores.David A. Patterson, John L. Hennessy.Ed. Reverté S.A Capítulo 4: Trata, además de otros conceptos propios de aritmética de los computadores, los números con signo y sin signo y las operaciones de suma y resta Fundamentos de los Computadores. Pedro de Miguel Anasagasti. Ed. Paraninfo Capítulo 2: Analiza los diversos métodos de representar la información numérica y alfanumérica en un computador digital, haciendo especial énfasis en la precisión y rango de las representaciónes numéricas Arquitectura de Computadores. J. Antonio de Frutos, Rafael Rico. Ed. Universidad de Alcalá Anexo A: Realiza una descripcion de los diferentes sistemas de representación numérica tanto para coma fija como para coma flotante Arquitectura, programación y diseño de sistemas basados en microprocesadores (8086/80186/80286) Yu-Cheng Lu, Glen A. Gibson. Ed. Anaya Multimedia

8 Capítulo 1: Describe la regla de Horner para realizar el cambio entre bases con números enteros Tema 3: operaciones aritméticas y lógicas Estructura y diseño de Computadores.David A. Patterson, John L. Hennessy.Ed. Reverté S.A Capítulo 4: Trata, además de otros conceptos propios de aritmética de los computadores, los números con signo y sin signo y las operaciones de suma y resta Apéndice B: Trata, de manera breve y resumida los diferentes tipos de circuitos combinacionales y secuenciales Tema 4: lenguaje máquina y lenguje ensamblador Estructura y diseño de Computadores.David A. Patterson, John L. Hennessy. Ed. Reverté S.A Capítulo 3: Trata, partiendo del conocimiento de un lenguaje de programacón, un lenguaje ensamblador y ofrece varias reglas que guían al diseñador del lenguaje ensamblador. También cubre el diseño del repertorio de instrucciones del Intel 80x86 Fundamentos de los Computadores.Pedro de Miguel Anasagasti. Ed. Paraninfo Capítulo 6: Presenta el juego de instrucciones del computador. También hace un estudio de los diferentes modos de direccionamiento que existen Capítulo 13: Dedicado a la programación en ensamblador. Estructura de Computadores. José Mª Angulo Usategui. Ed. Paraninfo Capítulo 2: Explica el cometido de las instrucciones e introduce a la programación. También trata el tema de los modos de direccionamiento, el formato de las instrucciones y el repertorio de instrucciones Arquitectura de Computadores. J. Antonio de Frutos, Rafael Rico. Ed. Universidad de Alcalá Capítulo 3: Trata los modos de direccionamiento y además particulariza para los modos de direccionamiento del Intel 80x86. Explica los tipos de instrucciones que existen y el formato de las instrucciones. Pone ejemplos del formato de instrucciones de computadores comerciales , 8087: Programación en Ensamblador en entorno MS-DOS. Miguel A. Rodríguez-Roselló Ed. Anaya Multimedia Este libro es un compendio completo del lenguaje de programación en ensamblador pata el Intel Realiza un análisis pormenorizado de todas las instrucciones de dicho micro Tema 5: sistema de memoria 8

9 Fundamentos de los Computadores. Pedro de Miguel Anasagasti. Ed. Paraninfo Capítulo 3: Se dedica al estudio de todos los elementos que intervienen en la jerarquía de memoria del computador. Se abordan los diferentes conceptos relativos al sistema de memoria de un computador. Finalmente se trata el mapa de memoria y su ampliación Estructura de Computadores. José Mª Angulo Usategui. Ed. Paraninfo Capítulo 6: Explica el concepto de jerarquía de memoria y las caracterísitcas principales de las mismas Arquitectura de Computadores. J. Antonio de Frutos, Rafael Rico. Ed. Universidad de Alcalá Capítulo 5: explica los conceptos fundamentales de memoria, la jerarquía de memoria y profundiza en los temas de memoria caché, memoria virtual y entrelazado de memoria Tema 6: periféricos y entrada salida Estructura y diseño de Computadores. David A. Patterson, John L. Hennessy. Ed. Reverté S.A Capítulo 1: Junto con conceptos propios del tema 1 de la asignatura (Introducción a los computadores) presenta una visión general de los diferentes elementos que forman el computador debajo de la carcasa Fundamentos de los Computadores. Pedro de Miguel Anasagasti. Ed. Paraninfo Capítulo 4: Hace una revisión de los diferentes tipos de periféricos que existen. Los clasifica según el tipo de comunicación que se emplea: hombre-máquina, impresa y máquina-máquina Hardware bible. Winn L. Rosch. Ed. SAMS Publishing Capítulos desde el 8 al 12: Trata en profundidad los perféricos de almacenamiento que existen. Abarca desde los discos y duros flexibles hasta las unidades de CD y DVD Revistas Byte y Pc Actual En estas revistas existen comparativas y descripciones de los diferentes periféricos. Al ser de publicación mensual, en algunas descripciones son más actuales que los anteriores libros referenciados. Bibliografía Complementaria Problemas de estructura de computadores Pedro de Miguel Anasagasti y otros Ed. Paraninfo

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