UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICO-QUÍMICAS Y NATURALES DEPARTAMENTO DE COMPUTACIÓN


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1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE RÍO CUARTO FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, FÍSICO-QUÍMICAS Y NATURALES DEPARTAMENTO DE COMPUTACIÓN CARRERA/S: LICENCIATURA EN CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN. PLAN DE ESTUDIOS: 1999 ASIGNATURA: Organización del Procesador CÓDIGO: 1949 DOCENTE RESPONSABLE: Dr. Germán Regis EQUIPO DOCENTE: Ing. Guillermo Fraschetti, Lic. Tardivo Laura, A.C. Mariana Frutos. AÑO ACADÉMICO: 2016 REGIMEN DE LA ASIGNATURA: Cuatrimestral (2do cuatrimestre) RÉGIMEN DE CORRELATIVIDADES: (para cursado) Aprobada Regular Introduccion a la algoritmica y Programacion CARGA HORARIA TOTAL: 112 TEÓRICO: 56 hs PRÁCTICAS-LABORATORIO: 56 hs CARÁCTER DE LA ASIGNATURA: Obligatoria A. CONTEXTUALIZACIÓN DE LA ASIGNATURA La asignatura se dicta en el 2 año de las carreras de Ciencias de la Computación. B. OBJETIVOS PROPUESTOS Adquirir conociminetos basicos sobre los componenetes electrónicos que conforman la base de los procesadores/arquitecturas Adquirir conocimientos sobre arquitecturas y diseño de sistemas de computadoras. Especialmente la arquitectura Von Neumann. Utilización de lenguajes de bajo nivel (ensamblador) de máquinas basadas en un procesador genérico de 8 bits, práctica en un procesador Intel de 32 bits y Arduino (Atmega328p).

2 C. CONTENIDOS BÁSICOS DEL PROGRAMA A DESARROLLAR Unidades funcionales básicas de una computadora y diferentes maneras de estructurarlas (organizarlas). Circuitos operacionales básicos. Métodos de direccionamiento, secuenciamiento de programas y set de instrucciones. Control microprogramado. Organización de entrada/salida. Aritmética entera y flotante. Memoria entrelazada, virtual y cache. Paralelismo y pipelining. Los contenidos se especifican en el programa analítico. D. FUNDAMENTACIÓN DE LOS CONTENIDOS La informática es una disciplina que incluye diversas técnicas y actividades relacionadas con el tratamiento automático y lógico de la información. Ha adquirido un enorme desarrollo gracias a las computadoras. Son precisamente estas con sus diseños las que determinan y muchas veces modifican el comportamiento de dichas actividades. Es necesario entender cómo funcionan internamente para poder obtener todas sus capacidades e interpretar correctamente todas sus limitaciones. La arquitectura Von Neumann con procesadores Intel es la más difundida. Las arquitecturas paralelas por otra parte, o bien sus técnicas de procesamiento, se están convirtiendo en un standard actual para nuestra profesión. E. ACTIVIDADES A DESARROLLAR (Consignar las formas metodológicas) Se dictan las clases teóricas a todos los alumnos que cursan la materia, con un total de 4hs semanales. Se divide el total de alumnos en dos comisiones de prácticos, asistiendo a clase dos veces por semana de 2hs cada una. En un plazo de aproximadamente un mes realizan un proyecto en assembler de IA-32. CLASES TEÓRICAS: Presencial en aula, 56 Hs totales CLASES PRÁCTICAS: Presencial en sala de maquinas, 56 Hs totales F. NÓMINA DE TRABAJOS PRÁCTICOS 1) Sistemas Numéricos, Circuitos. 2) Introducción a Assembler, Modos de direccionamiento y Subrutinas. 3) Microprogramación. 4) Números Enteros. 5) Números Reales. 6) Memoria Principal. 7) Memoria Cache. G. HORARIOS DE CLASES: HORARIO DE CLASES DE CONSULTAS: Responsable: Martes hs. Auxiliares: Miércoles 10 hs, Martes 16 hs. H. MODALIDAD DE EVALUACIÓN:

3 EVALUACIONES PARCIALES: 2 exámenes parciales escritos sobre el práctico de la materia, con recuperación. EVALUACIONES LABORATORIO: 1 ejercicio de evaluación en laboratorio. EVALUACIÓN FINAL: Los exámenes finales son escritos u orales sobre la teoría y práctica de la materia. CONDICIONES DE REGULARIDAD: Aprobar los dos exámenes prácticos (parciales); aprobar un examen de laboratorio y el proyecto final. CONDICIONES DE PROMOCIÓN: No tiene. I. PROGRAMA ANALÍTICO CONTENIDOS Unidad 1. Introducción a la asignatura y el contexto histórico del desarrollo de dispositivos/sistemas computacionales. Introducción básica a la electrónica: Resistencia, Voltaje, Amperaje; componenetes eléctricos, diodos, transistores, capacitores; compuertas lógicas electrónicas, Flip-Flop. Estructura básica de un sistema de cómputos. Arquitectura Von Neumann, unidades funcionales; estructuras de base. Ciclo completo de instrucción y secuenciamiento de programa. Unidad 2. Unidad Aritmética. Representación de números; adición y sustracción de números enteros positivos y negativos. Diseño lógico. Multiplicación y división de números enteros. Números y operaciones en punto flotante. Unidad 3. Unidad central de proceso. Conceptos y definiciones fundamentales. Registros. Microoperaciones, Microprogramación. Especificación de instrucciones. Descripción de la ejecución de una instrucción completa. Secuenciamiento de las señales de control. Unidad de control por hardware. Conjunto de instrucciones y modos de direccionamiento. Formato de instrucciones: 1 operando, 2 operandos, 3 operandos. Distintos tipos de instrucciones. Modos de direccionamiento. Unidad 4. Memoria Principal. Conceptos y definiciones básicas. Clasificación. Celda de memoria; distintas organizaciones. Estructura de un banco de memoria. Memorias RAM y ROM. Memorias entrelazadas y de múltiples módulos; necesidad del manejo de memoria: memoria virtual, cache y asociativa. Unidad 5. Organización de entrada-salida. Direccionamiento de dispositivos de E/S. Transferencia de datos. Sincronización. Manejo de interrupciones. Interface de E/S: canales. Dispositivos de E/S. Dispositivos de almacenamiento. Unidad 6.

4 Comunicación de datos: transmisión de datos digitales; sincrónica y sincrónica. Distintos tipos de enlaces: simplex, semi-duplex (half duplex), duplex (full duplex). Manejo de errores; procedimientos de recuperación; protocolos. Unidad 7. Multiprogramación y procesamiento: introducción. Conceptos básicos de paralelismo. Paralelismo temporal: organizaciones Pipeline; Paralelismo espacial. Clasificación de Flyn: SISD, SIMD, MISD, MIMD. Conceptos de Arquitecturas Reconfigurables. FPGAs. J. CRONOGRAMA DE CLASES Y PARCIALES Sem ana Fecha Teóricos/ práctico Fecha Prácticos Fecha L a b Parciales / Recuper. 1 16/08/16 Unidad /08/16 Unidad 1 Guía Práctica /08/16 Unidad 2 22 y Guía Práctica 1 23/08/ /08/16 Unidad 2 25 y Guía Práctica 1 26/08/ /09/16 Unidad 2 29 y Guía Práctica 2 30/08/ /09/16 Unidad 3 01 y Guía Práctica 2 02/09/ /09/16 Unidad 3 05 y Guía Práctica 2 06/09/ /09/16 Unidad 3 8 y Guía Práctica 3 9/09/ /09/16 Unidad 4 12 y Guía Práctica 3 13/09/ /09/16 Unidad 4 15 y Guía Práctica 3 16/09/ /09/16 Unidad 4 19 Y Guía Práctica 4 20/09/ /09/16 Repaso 22 y Repaso 23/09/ /09/16 Consulta 26 y Repaso 27/09/16 1er parcial 27/09/ /09/16 Unidad 5 29 y Resolución del 30/09/16 parcial 8 04/10/16 Unidad 5 04 y Guía Práctica 4 05/10/ /10/16 Unidad 5 06 y Guía Práctica 4 07/10/ /10/16 Unidad 6 10 y Guía Práctica 5 11/10/ /10/16 Unidad 6 13 y Guía Práctica 5 14/10/ /10/16 Unidad 7 17 y 17 y Ejercicio 18/10/16 18/10/16 en Lab /10/16 Unidad 6 20 y Guía Práctica 6 21/10/ /10/16 Unidad 7 25 y Guía Práctica 6 25/10/ /10/16 Unidad 7 27 y Guía Práctica 6 28/10/ /11/16 Unidad 7 30/10/16 Guía Práctica 7

5 y 03/11/ /11/16 Unidad 7 03 y 04/11/ /11/16 Repaso 07 y 08/10/ /11/16 Consulta 10 y 11/11/ /11/16 Recuperatorio 14 y 15/11/ /11/16 Cierre 17 y 18/11/16 Guía Práctica 7 Repaso 10/11/16 Repaso Recuperatorio Consulta proyecto Resolución recuperatorio 2do parcial 18/11/16 Entrega del proyecto l (Recordar las fechas de parciales deberán ser consensuadas con los responsables de las demás asignaturas del cuatrimestre correspondiente, en acuerdo con la Res. C.S. 356/10) K. BIBLIOGRFÍA Charles Petzold. Code: The Hidden Language of Computer Hardware and Software, , Linda Null, Julia Lobur. The Essentials of Computer Organization and Architecture 4th Edition, , Carl Hamacher and Zvonko Vranesic. Computer Organization and Embedded Systems, , Thomas L. Floyd. Digital Fundamentals (10th Edition), , Paul Scherz, Simon Monk. Practical Electronics for Inventors, Fourth Edition , Tanenbaum. Structured Computer Organization (6 edition), Paul A. Carter. PC Assembly Language.

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