Pontificia Universidad Católica del Ecuador

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1 Pontificia Universidad Católica del Ecuador Facultad de Ingeniería Escuela de Sistemas Av. 12 de Octubre 1076 y Roca Apartado postal Fax: Telf: Quito - Ecuador 1. DATOS INFORMATIVOS: MATERIA O MÓDULO: ORGANIZACION Y ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS CÓDIGO: CARRERA: Ingeniería Sistemas NIVEL: 3ero No. CRÉDITOS: 4 CRÉDITOS TEORÍA: 4 SEMESTRE/AÑO ACADÉMICO: 1er CRÉDITOS PRÁCTICA: 0 PROFESOR: Nombre: Francisco Rodríguez Clavijo Grado académico o título profesional: Master en Redes y Comunicaciones Master en Gerencia de Sistemas Breve indicación de la línea de actividad académica: El campo académico es el de Manejo de Tecnología, tanto de software como de hardware y sobre todo de redes y comunicaciones, en inestigación y prácticas docentes Indicación de horario de atención a estudiantes: Horario atención estudiantes Lunes Lunes Miércoles Correo electrónico: frodriguez@puce.edu.ec Teléfono: DESCRIPCIÓN DE LA MATERIA: Este curso trata alternativas de diseño en arquitectura de computadoras. Revisa y cubre la organización de la máquina a nivel de hardware, la organización del subsistema de memoria, conceptos de interfase y aspectos que surgen al manejar las comunicaciones en el procesador. Se estudian también algunas arquitecturas Cisc, Risc Epic, etc., el rendimiento y funcionamiento de dispositivos de entrada/salida y las tendencias futuras de desarrollo de hardware 3. OBJETIVO GENERAL: Adquirir los conocimientos de cómo una computadora funciona, además de los dispositivos de entrada y salida de información 4. OBJETIVOS ESPECÍFICOS: Al final del curso, los estudiantes estarán en capacidad de: Conocer las distintas arquitecturas de computadoras, funcionamiento de los componentes de una computadora y traducir sentencias simples de lenguajes de alto nivel a leguaje de máquina Comprender el funcionamiento de los componentes de una computadora Evaluar el rendimiento de distintas plataformas 1

2 Pontificia Universidad Católica del Ecuador Facultad de Ingeniería Escuela de Sistemas Av. 12 de Octubre 1076 y Roca Apartado postal Fax: Telf: Quito - Ecuador Tener las bases de diseño lógico 5. CONTENIDOS (Detallar desarrollo curricular de cada aspecto del programa de la asignatura por unidades, temas y subtemas, o capítulos a desarrollarse en las sesiones que constituyen el semestre) Cap 1 Introducción Diseño de Computadoras 1.1 Organización Inicial: Máquina de Von Neumann (Bus). 1.2 Conceptos Generales. 1.3 Máquinas multinivel, máquinas virtuales, compiladores, intérpretes. 1.4 Ciclo básico del procesador, registros internos, conjunto de instrucciones, máquinas RISC y CISC. Cap 2. Rendimiento 2.1 Componentes del Procesador 2.2 Productividad 2.3 Ecuaciones de Rendimiento 2.4 Ciclos de reloj 2.5 Tiempos del Sistema 2.6 Ejercicios Cap 3. Memoria 3.1 Memoria Interna Memoria Semiconductora 3.2 Memoria Interna Memoria Cache, Memoria DRAM y Tipos de Memoria 3.3 Detección y Corrección de Errores método Hamming 3.4 Memoria Externa Discos Magnéticos y Raid Funcionamiento de Dispositivos (Discos magnéticos) Tipos de discos 3.4 Memoria Externa Memoria Óptica Funcionamiento de Dispositivos Cd, Cdw, Dvd, memorias ópticas Cap 4 Lenguaje Ensamblador 4.1 Estructura del MIPS 4. 2 Lenguaje de alto nivel 4.3 Compiladores e Interpretes 4.4 registros del procesador 4.5 Sentencias en Ensamblador 4.6 Traducciones a Lenguaje de máquina 4.7 Ejercicios Cap 5 Entrada / Salida 5.1 Entrada/Salida Dispositivos Externos E/S Programada e Interrupciones 5.2 Entrada/Salida Acceso Directo a Memória 5.3 Funcionamiento de Impresoras 5.4 Funcionamiento de Monitores 5.5 Funcionamiento de Teclados, mouse 5.6 Buses de Datos 5.7 Arquitecturas de 32 y 64 bits 2

3 Pontificia Universidad Católica del Ecuador Facultad de Ingeniería Escuela de Sistemas Av. 12 de Octubre 1076 y Roca Apartado postal Fax: Telf: Quito - Ecuador 5.8 Risc, Cisc Epic 5.9 sistemas operativos de 32 y 64 bits. Clase Fecha Contenido Entrega y explicación del Programa del Curso, Indicaciones generales sobre el sistema de evaluación y el desarrollo de las prácticas de laboratorio miércoles Conceptos básicos de Hardware Repaso lógica booleana Máquina de Von Newmann, Definiciones, Generación de Computadoras miércoles Abstracción y Tecnología de las computadoras Componentes del Procesador Productividad El papel del Rendimiento Ecuaciones de Rendimiento Ejercicios miércoles Ciclos de reloj Tiempos del Sistema, prueba Ejercicios de Repaso; Memoria Interna Memoria Semiconductora miércoles Memoria Interna Memoria Cache, Memoria DRAM y Tipos de Memoria Detección y Corrección de Errores método Hamming miércoles Memoria Externa Discos Magnéticos y Raid er examen miércoles Memorias dram, sdram Funcionamiento de Memoria Secundaria miércoles Tipos de Discos Duros Lenguaje Ensamblador Estructura del MIPS Lenguaje Ensamblador Lenguaje de alto nivel miércoles 3

4 Pontificia Universidad Católica del Ecuador Facultad de Ingeniería Escuela de Sistemas Av. 12 de Octubre 1076 y Roca Apartado postal Fax: Telf: Quito - Ecuador Sentencias en Ensamblador Prueba miércoles Traducciones a Lenguaje de máquina Ejercicios miércoles Ejercicios Dispositivos de Entrada Salida miércoles Dispositivos de Entrada Salida VACACION miércoles 2DO EXAMEN Ejercicios, Dispositivos de Entrada / Salida miércoles Entrada/Salida Dispositivos Externos E/S Programada e Interrupciones Entrada/Salida Acceso Directo a Memória miércoles Acceso directo a memoria, solicitud de interrupciones Entrada/Salida Acceso Directo a Memória miércoles Funcionamentos de Impresoras Monitores, tipos y funcionamiento Teclados y Mouse tipos y funcionamiento Miércoles Arquitecturas CISC, Risc y Epic, evolución de los procesadores Tipos de procesadores y arquitecturas modernas miércoles Sistemas operativos de 32 y 64 bits Examen Final 6. METODOLOGÍA, RECURSOS: El Curso se desarrolla a través de clases magistrales donde se presentan los principios fundamentales y se proponen ejercicios de aplicación de casos reales del ejercicio profesional. Las clases se soportan con la 4

5 Pontificia Universidad Católica del Ecuador Facultad de Ingeniería Escuela de Sistemas Av. 12 de Octubre 1076 y Roca Apartado postal Fax: Telf: Quito - Ecuador utilización de medios audiovisuales (Computadora, Proyectores) y material didáctico preparado por el docente. 5

6 Asignatura: ORGANIZACIÓN DOCENTE SEMANAL SEMANA (1-16) ACTIVIDADES DE INTERACCIÓN DOCENTE - ESTUDIANTES N de horas de clases teóricas (HORAS PRESENCIALES) N de horas de clases prácticas, laboratorios, talleres N de horas de tutorías especializadas TRABAJO AUTÓNOMO DEL ESTUDIANTE (HORAS NO PRESENCIALES) ACTIVIDADES (Descripción) N de horas EVALUACIONES TEMAS A TRATAR (N del tema, unidad, o capítulo descritos en Contenidos) 1 semana Entrega y explicación del Programa del Curso, Indicaciones generales sobre el sistema de evaluación y el desarrollo de las prácticas de laboratorio. Conceptos básicos de Hardware Repaso lógica booleana Máquina de Von Newmann, Definiciones, Generación de Computadoras semana semana semana 4 4 Abstracción y Tecnología de las computadoras 1, 2; 1.3; 1.4 Componentes del Procesador Productividad Ecuaciones de Rendimiento 2.1;2.2;2.3 El papel del Rendimiento Ecuaciones de Rendimiento Ciclos de reloj Tiempos del Sistema Ejercicios Prueba 2.3;2.4;2.5 5 semana 1 3 Ejercicios de Repaso; 6 semana 4 4 Memoria Interna Memoria Semiconductora Memoria Interna Memoria 3,1;3.2; 6

7 7 semana semana semana semana semana semana 0 0 Cache, Memoria DRAM y Tipos de Memoria Detección y Corrección de Errores método Hamming Memoria Externa Discos Magnéticos y Raid 1er Examen Funcionamiento de Dispositivos (Discos magnéticos) Tipos de discos Lenguaje Ensamblador Estructura del MIPS Lenguaje de alto nivel Compiladores e Interpretes registros del procesador Sentencias en Ensamblador Prueba Traducciones a Lenguaje de máquina Ejercicios 2do Examen Dispositivos de Entrada Salida Entrada / Salida 3,3; ; ;4.3;4.4; 4.5, semana semana semana 4 4 Entrada/Salida Dispositivos Externos E/S Programada e Interrupciones Entrada/Salida Acceso Directo a Memória 5.1;5.2 Funcionamentos de Impresoras 5.3 Funcionamiento de Monitores Funcionamiento de Teclados, mouse 5.6;5.7 7

8 Buses de Datos Arquitecturas de 32 y 64 bits 16 semana 0 0 Prueba Risc, Cisc Epic sistemas operativos de 32 y bits. 5.8;5.9 EXÁMENES 8

9 7. EVALUACIÓN: CRONOGRAMA DE EVALUACIONES: Examen Fecha 1 LUNES 21 DE SEP DE MIERCOLES 4 DE NOV DE LUNES 14 DE DIC DE 2009 SISTEMA DE CALIFICACIÓN (puntaje asignado a pruebas parciales): Talleres e Informes Deberes, lecciones y pruebas teóricas Pruebas prácticas (solución de problemas) PRIMERA Y SEGUNDA NOTAS: Talleres e Informes 4 pruebas teóricas y prácticas 5 examen (solución de problemas) 6 TOTAL: 15 puntos TERCERA NOTA: Talleres e Informes 30% 6,0 Deberes, lecciones y pruebas teóricas 20% 4,0 Pruebas prácticas (solución de problemas) 50% 10,0 TOTAL: 100% 20,0 FECHA DE ENTREGA DE CALIFICACIONES EN SECRETARÍA: 8. BIBLIOGRAFÍA: Textos de referencia: LIBRO BIBLIOTECA PUCE EDITORIAL *Organización y Arquitectura de Computadoras Diseño de Computadoras Fundamentos de diseño lógico y computadoras / Organización de Computadoras St186 William Stallings (1) Andrew Tenenbaum /M317f M. Morris Mano ; Charles R. Kime Megabyte Mëxico, México : Prentice-Hall Hispanoamericana 9

10 Textos recomendados: *Estructura y Diseño de Computadoras P277e 1 (Biblioteca PUCE) David A. Patterson John l. Hennessy Reverté S.A. Aprobado: Por el Consejo de Escuela f) Director de Escuela fecha: Por el Consejo de Facultad f) Decano fecha: INFORMACIÓN ADICIONAL PARA LA ELABORACIÓN DEL PROGRAMA Inicio: 17 de agosto de 2009 Fin: 18 de diciembre de 2009 Exámenes finales: del 14 al 18 de diciembre de