ESTRUCTURA Y TECNOLOGIA DE COMPUTADORES I


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1 C ASIGNATURA: ESTRUCTURA Y TECNOLOGIA DE COMPUTADORES I Curso 2009/2010 (Código:541043) 1.OBJETIVOS En esta asignatura examinaremos la operación de sistemas basados en microprocesador. El microprocesador es un chip que funciona según la estructura de máquina de Von Neumann, posibilitando la realización de funciones complejas diferentes sólo con cambiar el programa almacenado en su memoria. Con el uso de diferentes tipos de periféricos, como dispositivos serie o paralelo, convertidores analógicodigitales y otros muy variados, se pueden realizar las tareas más diversas. Estas tareas van desde la típica aplicación como computador personal (ordenador o PC), pasando por sistemas controladores (programador de una lavadora o de un horno microondas), hasta sistemas avanzados como servidores de bases de datos o redes de cajeros automáticos. Para ello describiremos cómo funciona internamente un microprocesador genérico, se introducirá al alumno en el estudio de los sistemas digitales, y se verá cómo montar un sistema mínimo para poder realizar tareas simples. Esto nos conduce necesariamente a la programación en bajo nivel en lenguaje ensamblador. Para mejor aplicar todo esto, ya que la práctica es esencial en toda ingeniería, se fijarán estos conceptos sobre un microprocesador concreto de 16 bits, el Motorola MC68000, sobre el que se propondrán trabajos prácticos. 2.CONTENIDOS Los números de los temas hacen referencia al libro de DE MORA, C. y otros: Estructura y Tecnología de Computadores I (Gestión y Sistemas). Ed. UNED, Madrid, Se recomienda la lectura de los temas 1, 8 y 12, si bien sus contenidos no serán objeto de examen. TEMA 2. Representación de la información 2.1 Concepto de bit 2.2 Representación de los números 2.3 Sistema de numeración binario 2.4 Sistema de numeración octal 2.5 Sistema de numeración hexadecimal TEMA 3. Aritmética y codificación 3.1 Aritmética binaria 3.2 Formatos de los números y su representación 3.3 Definiciones y codificación de la información 3.4 Códigos binarios 3.5 Tipos TEMA 4. Algebra booleana y puertas lógicas 4.1 Definición de álgebra de Boole 4.2 Teoremas del álgebra de Boole 4.3 Álgebra de Boole bivalente 4.4 Funciones lógicas básicas

2 4.5 Simplificación de funciones lógicas TEMA 5. Introducción a los sistemas digitales 5.1 Sistemas Digitales 5.2 Sistemas Combinacionales 5.3 Sistemas Secuenciales 5.4 Registros y Contadores 5.5 Memorias de Semiconductor TEMA 6. Estructura básica de un computador 6.1 Introducción 6.2 Memorias 6.3 Unidad Aritmética 6.4 Elementos de interconexión. Buses 6.5 La unidad de control 6.6 Estructura de un computador elemental y señales de control 6.7 Funcionamiento interno de un computador. Cronogramas de instrucciones 6.8 Unidad de entrada/salida 6.9 Modos de transferencia TEMA 7. Periféricos 7.1 Dispositivos de entrada/salida 7.2 Dispositivos de entrada 7.3 Dispositivos de salida 7.4 Dispositivos de almacenamiento TEMA 9. Programación de ordenadores 9.1 Conceptos de programa de ordenador y lenguaje de programación 9.2 El código máquina 9.3 El lenguaje ensamblador 9.4 Ventajas e inconvenientes del lenguaje ensamblador frente a los lenguajes de alto nivel 9.5 Lenguajes macroensambladores 9.6 Lenguajes de alto nivel 9.7 Entornos de programación 9.8 Programas traductores 9.9 Programas intérpretes 9.10 Compiladores 9.11 El análisis lexicográfico 9.12 El análisis sintáctico 9.13 El análisis semántico TEMA 10. Modos de direccionamiento 10.1 Justificación de los modos de direccionamiento 10.2 Descripción de los modos de direccionamiento TEMA 11. Tipos de instrucciones 11.1 Formatos de instrucciones 11.2 Los bits de condición 11.3 Tipos de instrucciones TEMA 13. Arquitectura y programacion de un procesador de 16 bits (I): MC Introducción 13.2 El MC68000 visto por el programador 13.3 El programa visto por el procesador MC68000

3 13.4 Ejemplos de utilización de instrucciones 13.5 La pila del MC Interrupciones y excepciones TEMA14. Arquitectura y programacion de un procesador de 16 bits (II): MC Introducción 14.2 Ejemplos de realización de estructuras de datos 14.3 Estructuras de programa 14.4 Ejemplos de programación 14.5 Conjunto de instrucciones 3.EQUIPO DOCENTE AFRICA LOPEZ-REY GARCIA-ROJAS CLARA MARIA PEREZ MOLINA JUAN MANUEL MARTIN SANCHEZ ELIO SAN CRISTOBAL RUIZ SERGIO MARTIN GUTIERREZ 4.BIBLIOGRAFÍA BÁSICA ISBN(13): Título: ESTRUCTURA Y TECNOLOGÍA DE COMPUTADORES I (GESTIÓN Y SISTEMAS) (1ª) Autor/es: Yeves Gutiérrez, Fernando ; Castro Gil, Manuel Alonso ; Sebastián Fernández, Rafael ; Pérez Molina, Clara ; López-Rey García-Rojas, África ; Míguez Camiña, Juan Vicente ; Mora Buendía, Carlos De ; Mur Pérez, Francisco ; Peire Arroba, Juan ; Editorial: UNED Buscarlo en libreria virtual UNED Buscarlo en bibliotecas UNED Buscarlo en el MCU Comentarios y anexos: El libro que se utilizará como bibliografía básica es el siguiente: DE MORA, C. y otros: Estructura y Tecnología de Computadores I. Ed. UNED, Madrid, 2002, 2ª Edición corregida y ampliada. 5.BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA ISBN(13): Título: FUNDAMENTOS DE LOS COMPUTADORES (9ª) Autor/es: Miguel Anasagasti, Pedro De ; Editorial: THOMSON PARANINFO,S.A. Buscarlo en libreria virtual UNED Buscarlo en bibliotecas UNED Buscarlo en el MCU Comentarios y anexos: De MIGUEL, P.: Fundamentos de Computadores. Editorial Paraninfo, 1999.

4 SANTAMARÍA, E.: Microprocesador Universal Pontificia de Comillas. Madrid CRAMER, W. y KANE, G.: Manual del microprocesador Editorial McGraw-Hill, FUSTER CABADERO, J. y PÉREZ ALIAGA, F. J.: Lenguajes Ensambladores. Editorial McGraw-Hill, LIVADAS, P. E. y WARD, C.: Computer Organization and the MC Editorial Prentice-Hall, Además, al final de las Unidades Didácticas, aparece una relación bibliográfica que puede ser de utilidad para el alumno. 6.EVALUACIÓN La prueba constará de 16 preguntas tipo test entre teóricas y prácticas. Las respuestas correctas puntúan 0,625 y las incorrectas restan 0,31. Las preguntas en blanco no puntúan. Para aprobar la asignatura es preciso obtener un mínimo de 5 puntos. La duración máxima de la prueba será de dos horas. El único material que se le permitirá al alumno para la realización de la prueba presencial es una calculadora no programable 7.HORARIO DE ATENCIÓN AL ESTUDIANTE Miércoles, de 15 a 19 h D. a África López-Rey García-Rojas Tel.: Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y de Control C/ Juan del Rosal, 12 Ciudad Universitaria Madrid 8.OTROS MEDIOS DE APOYO La asignatura cuenta con una página en el servidor del Departamento, en la dirección: y ahí busque la asignatura en el apartado "Docencia". En esta página encontrará toda la información actualizada de la asignatura. Existen dos tipos de tutorías dirigidas a resolver las dudas de todos los alumnos y que son atendidas por los Profesores- Tutores de cada Centro Asociado. Debido al gran número de alumnos existente, ésta es la primera vía de atención. Tutorías presenciales. Tienen lugar en cada Centro Asociado y su organización depende de las disponibilidades de cada Centro. Suelen tener una duración de al menos una hora de asistencia semanal, en la que cada Profesor-Tutor suele combinar la explicación sucinta de aquellos conceptos fundamentales de cada tema con la resolución de las dudas que se vayan presentando (conviene que el alumno haya trabajado previamente el tema correspondiente a cada semana para presentar las dudas aparecidas en su estudio). Tutorías virtuales. Tienen lugar a través de los cursos virtuales (plataforma WebCT) de forma telemática. Este medio es más inmediato y se aconseja a los alumnos que utilicen esta plataforma como medio de contacto con su tutor correspondiente y compañeros. 9.PRÁCTICAS Para la realización de los trabajos prácticos de esta asignatura se utilizará un paquete ensamblador/simulador de un sistema

5 basado en el microprocesador Motorola 68000, que funciona en computadores de tipo PC. Los trabajos consistirán en la preparación y simulación de programas en lenguaje ensamblador sobre dicho paquete. El alumno podrá realizar los trabajos prácticos en los computadores dispuestos para ello en el Centro Asociado o en cualquier otro computador que tenga instalado el paquete ensamblador/simulador. El paquete ensamblador/simulador está contenido en el CD-ROM de la Escuela de Informática. Las prácticas no son obligatorias para aprobar la asignatura, ni debe enviarlas a los profesores del equipo docente.

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