Universidad Autónoma de Manizales Departamento de Ciencias Computacionales


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1 Universidad Autónoma de Manizales Departamento de Ciencias Computacionales ASIGNATURA CÓDIGO Organización de Computadores NÚMERO DE CRÉDITOS 3 Trabajo Presencial 3 PRERREQUISITOS Trabajo dirigido 3 Estructura de Datos I Estudio independiente 3 PERIODO ACADÉMICO DOCENTE Santiago Murillo JUSTIFICACIÓN La tecnología en su continuo desarrollo, ofrece cada vez más alternativas computacionales (máquinas y arquitecturas) para solucionar problemas de diversa índole; es vital para el ingeniero de sistemas conocer dichas alternativas y tener criterios de selección que le permitan determinar el equipo adecuado para la solución de un problema computacional con características específicas. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE Generales Implementar programas computacionales aplicando el concepto Todo dato declarado en un lenguaje de programación es almacenado en el computador utilizando su representación binaria y con base en esto su implementación ha de ser eficiente en términos de velocidad y almacenamiento. Dadas las características de un sistema de información, seleccionar una tecnología computacional eficiente en términos de tolerancia a fallas, de velocidad en ejecución y almacenamiento. Conceptuales Ejemplificar los procesos de traducción, encadenamiento y carga a partir de un código en lenguaje ensamblador. Clasificar una máquina digital en términos de manejo de número de direcciones: Máquinas de una dirección. Dos direcciones y tres direcciones. Contrastar las técnicas de manejo de memoria virtual. Relacionar las técnicas de direccionamiento utilizados por los procesadores con la forma de acceder a las estructuras de datos propias de los lenguajes de programación de alto nivel. Relacionar el uso de la pila en un procesador con el proceso realizado por los lenguajes de programación cuando se hacen llamados a procedimientos y uso de parámetros. Constatar que las estructuras de datos son almacenadas en forma continua en la memoria de un computador y que la claridad de un programa en lenguaje ensamblador esta determinada por la forma de acceso a dichas estructuras. Seleccionar el mecanismo de acceso a dispositivos de entrada y salida, con base en criterios de velocidad y políticas de control sobre el dispositivo. Página 1 de 6

2 Procedimentales. Dado un conjunto de datos simples, utilizar su representación binaria para comprimir o extraer información cifrada. Realizar conversiones de números en diferentes sistemas de numeración posicional. Dada un conjunto de instrucciones propias de un lenguaje de programación determinar cuando ocurren errores de desbordamiento cuando se utiliza representación en complemento a dos. Implementar programas en lenguaje ensamblador. Determinar el número de bits necesarios para direccionar una memoria, y para almacenar un variable Relacionar los flujos de información a través de la unidad central de procesos, y la memoria cuando se ejecuta un programa. Utilizando los puertos de un computador conectara él dispositivos de entrada y salida, utilizando lenguajes en alto nivel (visuales) y bajo nivel, ensamblador. Recibir datos de dispositivos de entrada mediante el uso de interrupciones, puertos y DMA. Realizar aplicaciones computacionales que incluyan el uso de varios lenguajes de programación. Implementar librerías de enlace estático y dinámico Aplicar las técnicas de direccionamiento utilizadas por los computadores en la implementación de soluciones computacionales. Contrastar tecnologías computacionales en aras de seleccionar más conveniente para los procesos llevados en una empresa. Actitudinales Con base en "Los datos en el computador son almacenados en forma binaria", abordar la implementación de un programa en términos de optimización en espacio de almacenamiento. Utilizar como bibliografía de consulta textos y artículos en el idioma de producción original (en nuestro caso el inglés). Propender por la autonomía, manifestada en la capacidad de afrontar la solución a un problema de programación bajo la guía de la documentación encontrada en los manuales Participar activamente en la ejecución de trabajos en grupo, de tal manera que un desarrollo de programación pueda ser estructurado a partir de las soluciones parciales dadas por cada uno de los integrantes MAPA CONCEPTUAL Cada concepto del siguiente mapa conceptual está relacionado siguiendo la notación orientada por objetos, por tanto la notación, denominada de herencia: Sistema de Numeración Decimal Binario Página 2 de 6

3 Se podrá leer: El sistema Decimal es un sistema de numeración al igual que lo es el sistema Binario. La notación, denominada de agregación: Computador Memoria U.C.P Dispositivos E/S Se puede interpretar: Los dispositivos I/O, U.C.P (unidad central de procesos) y la memoria son parte del computador. A las demás relaciones se les adjuntará su correspondiente significado El color de los recuadros se relacionan con el árbol problémico, Cada una de las preguntas hojas del árbol podrá responderse a partir del estudio de los conceptos relacionados con el concepto del mapa que posea el mismo color de la pregunta hoja en el árbol problémico. Este mapa conceptual está ligado con la secuencia de actividades que se desarrollan como parte de las estrategias de aprendizaje a través de enlaces asociados a los siguientes íconos: Página 3 de 6

4 Dispositivo I/O Computador UCP Robot Impresora Mouse Monitor Memoria 1 Representación Un sólo procesador Varios procesadores Codificación Sistema Numeración Disco Virtual RAM Registro 1 Instrucciones Fija Variable Paginación Segmento Reales Enteros Carácter Datos Control Decimal Octal Hexa Binario Direccionamiento Pila Código Extra Datos F,G Operación Directo Indirecto Indexado Desplazamiento Corrección de Errores Paridad Hamming Página 4 de 6

5 CONTENIDOS Unidad No. 1 Tecnología de sistemas de información. Introducción Sistemas de numeración. Representación de números Negativos Representación de números en Punto Flotante Codificación de caracteres Códigos de longitud fija Códigos de longitud variable El computador, un sistema de información Evolución de los computadores Unidad No. 2 Arquitectura del computador. Arquitectura General: Memoria, UCP, Dispositivos E/S. Intercambio de información entre los componentes Canales de Comunicación. Comunicación serial asíncrona, síncrona, paralela Códigos de Detección de errores. Memoria Interna Memoria Externa Discos magnéticos RAID y el concepto de redundancia Memoria óptica. Entrada y Salida. Características de un equipo servidor UnidadNo. 3 Control y Flujo de Instrucciones La Unidad Aritmética y Lógica (ALU) Aritmética con Enteros Representación y aritmética en coma Flotante Codificación de Instrucciones Métodos de direccionamiento Procedimientos y paso de parámetros, Manejo de Pila UnidadNo. 4 Herramientas convencionales y gestión del Sistema Operativo Ensambladores: Una y Dos pasadas Compiladores, interpretadores Encadenadores Estático Dinámico Gestión de Memoria Comunicación entre aplicaciones Librerías de Enlace Dinámico (DLL) UnidadNo. 5 Paralelismo y procesamiento superescalado Paralelismo a nivel de instrucciones y paralelismo de la máquina Políticas de emisión de instrucciones Renombramiento de Registros Organización con varios procesadores Procesadores Simétricos Página 5 de 6

6 ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE En las horas clase se hará énfasis en los conceptos relevantes de la arquitectura de computadores y en establecer analogías de diseño entre los computadores que analiza el curso. Vía lecturas de artículos técnicos y tareas se instará al estudiante a extraer y/o investigar tópicos importantes inherentes a la organización interna de un computador y a los procesos de configuración óptimos de equipos. Periódicamente se evaluarán los temas mediante quices y tareas. EVALUACIÓN Se espera que la presentación de los trabajos computacionales esté sujeta a la norma de documentación y presentación de programas. Los trabajos deberán implementarse en lenguaje C, Java, Jasmin y/o con interfaz en un lenguaje de alto nivel. Al comienzo de cada corte de define la forma de evaluación del mismo. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] BECK, Leland. Software de Sistemas.Introducción a la programación de sistemas. Addison Wesley, [005 B324] [2] BRUMM, Penn; BRUMM, Don y SCALON, Leo J Programming. Windcrest.Books, [3] FRIEDDLY, Lisa y JOY, Bill. Java Virtual Machine Instruction Set. Sun Microsystems, [4] --. The Java Virtual Machine Specification. Sun Microsystem, [5] HARMAN, Hein. The Motorola MC Mircroprocessor Family: Assembly Language, Interface Design and System Design. Prentice Hall, [ H175] [6] HENNESSY, John L. Arquitectura de Computadores: Un enfoque cuantitativo. MacGraw-Hill, 1993 [ H355] [7] MACCABE, Arthur B. Sistemas Computacionales. AddisonWesley [8] PETERSEN, Richard. Linux: Manual de Referencia. McGraw-Hill [ P373] [9] ROMERO, Ma Carmen. Estructura y Tecnología de Computadores: Teoría y Problemas. McGraw Hill, 2009 [10] STALLINGS, William. Organización y arquitectura de computadores, 5ª ed. Prentice Hall, [004.6 S7150] [11] TANEMBAUM Andrew S. Organización de Computadores: Un enfoque estructurado, 4ª ed. Pearson Educación, 2000 [ T153] [12] TRIEBEL, Walter A. The 80386, and Pentium Processor. McGraw-Hill, [ T743] Página 6 de 6

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