UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN FACULTAD DE MATEMÁTICAS MISIÓN

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN FACULTAD DE MATEMÁTICAS MISIÓN Formar profesionales altamente capacitados, desarrollar investigación y realizar actividades de extensión, en Matemáticas y Computación, así como en sus diversas aplicaciones. ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS Quinto semestre Agosto 2006 Enero 2007

2 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN FACULTAD DE MATEMÁTICAS MATERIA: ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS NIVEL: QUINTO SEMESTRE SEMESTRE: AGOSTO ENERO 2007 Objetivos: Formar profesionales calificados en el área de las ciencias de la computación para desarrollar tecnología computacional, realizar actividades de investigación, y utilizar de manera óptima sus diversas aplicaciones, con apego a la ética profesional y el servicio a la sociedad. Objetivos específicos: a) Desarrollar modelos teóricos y prácticos utilizando las ciencias matemáticas y computacionales para implementar aplicaciones novedosas y eficientes. b) Analizar, diseñar, desarrollar e implantar software de base y de aplicaciones, utilizando o creando metodologías y ambientes computacionales, con base en la estructura, operación y necesidades de información de las organizaciones y las industrias a las que pertenecen. Fecha de elaboración: Julio 28, Duración: 75 horas (50 sesiones de 1:30 horas). Descripción de la asignatura. La asignatura está enfocada al estudio detallado de la organización, estructura interna de una computadora y su programación a bajo nivel. Para ello hemos dividido la materia en cinco secciones. En el primero se realiza una introducción de la asignatura y los temas que se abordarán en el curso, haciendo especial énfasis en su relación con otras asignaturas de la carrera. En el segundo se estudia la arquitectura del repertorio de instrucciones (ISA) de una computadora, arquitectura que define la interfaz software/hardware de la máquina. En el tercero se aborda el estudio del sistema de memoria y su gestión, el cuarto módulo se dedica al estudio de las unidades de entrada/salida, los periféricos y los buses de interconexión. Finalmente en el quinto se desarrolla la programación de los elementos que conforman un sistema de cómputo, todo lo conceptos se reforzarán con prácticas de programación en sistema mínimo de desarrollo y en la PC. Recursos didácticos. Conferencia: acetatos, material técnico, pizarrón. Comisión (equipos): computadora y software de diseño. Laboratorio: componentes electrónicos. Página (2/4)

3 OBJETIVO: Al término del curso, el alumno identificará los diferentes elementos que integran una computadora, como funcionan dichos elementos, describirá el funcionamiento de los microprocesadores, la importancia del conjunto de instrucciones y los dispositivos de entrada salida. CONTENIDO: UNIDAD 1: Introducción a la estructura de computadores (5 horas) Objetivo. Al terminar la unidad el estudiante describirá los diferentes niveles lógicos en que se divide un sistema de cómputo, así como su desarrollo e historia 1. Objetivos de la asignatura Niveles de descripción de un computador Estructura básica de un computador convencional Evolución histórica: tecnología y arquitectura Lenguajes de descripción de hardware. UNIDAD 2: Arquitectura del procesador. (15 horas) Objetivo.- Al finalizar la unidad el alumno identificará los diferentes tipos de direccionamientos que utilizan los microprocesadores y los diferentes datos que soportan esas formas de direccionamiento 2.1: Formato de las instrucciones y modos de direccionamiento Formato de las instrucciones Propiedades generales del direccionamiento Modos de direccionamiento Soporte de los modos de direccionamiento a los lenguajes de alto nivel. 2.2: Formato de los datos y clases de instrucciones Tipos de datos y formatos de representación Instrucciones que operan sobre datos Instrucciones de control del flujo de ejecución Soporte de las instrucciones de control a las construcciones de alto nivel 2.3 : Rendimiento del procesador Medidas del rendimiento de un computador Influencia en el rendimiento de las alternativas de diseño Influencia de los compiladores de lenguajes de alto nivel Procesadores RISC y CISC. UNIDAD 3: Subsistema de Memoria. (15 horas) Objetivo. Al finalizar la unidad el participante describirá las diferentes tecnologías de construcción de la memoria de un sistema de cómputo, describirá las ventajas de cada una de ellas y la organización lógica de estas en un sistema de cómputo Página (3/4)

4 3.1: Organización de la memoria: memoria principal Características generales de las memorias Jerarquía de las unidades de memoria de un computador Memoria principal: organización Memoria entrelazada. 3.2 : Memoria Caché Principios básicos de funcionamiento de la memoria caché Elementos de diseño Factores de rendimiento de la memoria caché Ejemplos. 3.3: Memoria Virtual Gestión de memoria Memoria virtual Memoria virtual paginada Memoria virtual segmentada. UNIDAD 4: Subsistema de Entrada/Salida. (10 horas) Objetivo.- Al finalizar la unidad al participante describirá el funcionamiento de los diferentes dispositivos de entrada salida en una computadora, elaborará programas en lenguaje de bajo o alto nivel para acceder a los puertos. 4.1: Organización de la Entrada/salida Funciones implicadas en las operaciones de e/s Estructura del sistema de e/s: módulos de e/s y controladores Mecanismos básicos de e/s: sincronizacíón E/S controlada por programa E/S paralela y serie. 4.2: Interrupciones E/S por interrupción: gestión de interrupciones Tipos de sistemas de interrupciones Enmascaramiento de interrupciones Anidamiento de interrupciones Ejemplos 4.3: E/S de alta velocidad E/S por acceso directo a memoria (DMA) Estructura y funcionamiento de un controlador de DMA Procesadores de e/s: tipos y estructura Programas de operación de los procesadores de e/s. Página (4/4)

5 4.4: Dispositivos periféricos y buses de comunicación Dispositivos periféricos y controladores asociados Buses de comunicación: síncronos y asíncronos Arbitraje de acceso a los buses Buses normalizados UNIDAD 5 : Programación (30 horas) Objetivo.- Al finalizar la unidad el participante programara utilizando direcciones fijas y reubicables sistemas mínimos y tipo PC. 5.1 Programación de sistemas mínimos Programación con direcciones absoluto Programación con direcciones reubicables sin sistema operativo 5.2 Programación de sistemas tipo PC Programación con direcciones reubicables con sistema operativo Básica (por orden de prioridad): BIBLIOGRAFÍA 1. Organización y Arquitectura de Computadores, W. Stalling, Prentice Hall Estructura y Diseño de Computadores. Interficie circuitería/programación, O.A. Patterson y J.L. Hennessy, Reverté, FORMA DE EVALUACIÓN: Habrá tres evaluaciones parciales. La calificación mínima aprobatoria es de 60, en el examen ordinario se presentan todos los parciales. Para aprobar la materia es requisito aprobar todas las evaluaciones parciales. Para presentar el examen ordinario es requisito aprobar cuando menos un evaluación parcial CRITERIOS PUNTUACIÓN 1 Evaluación 20% 2 Evaluación 20% 3 Evaluación 20% Laboratorio 40% Total 100% PROGRAMA ELABORADO POR: Grupo Académico de Desarrollo de Aplicaciones de Hardware y Software. Integrantes: M.I.E. Otilio Santos Aguilar. M.en C. Alberto Marín Hernández. I.E. Raúl Duarte Achach. Fecha de Elaboración: 28 de Julio de Página (5/4)