ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR

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1 1.- IDENTIFICACIÓN PLANIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR 1.1- ASIGNATURA: ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR 1.2- CARRERA: Licenciatura en Sistemas Información 1.3- Ubicación la Asignatura en el Plan Estudios º Módulo 2º Año La asignatura pertenece al Primer Ciclo Área Arquitectura, Sistemas Operativos y Res Carga horaria: 75 hs Cuadro sintético la carga horaria Horas teóricas Formación experimental Resolución problemas l mundo real Horas Formación practica Actividas proyectos y diseño sistemas información Instancias supervisadas formación en la práctica profesional Otras Practicas Total Correlativas Anteriores: Álgebra I (regular) Fundamentos la Programación (regular) Lógica I (regular) Correlativas Posteriores: Arquitectura l Computador (regular) Sistemas Operativos (aprobada) 1.4- Objetivos establecidos en el Plan Estudios para la Asignatura. El Plan estudios no tiene finidos objetivos por asignatura Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 1

2 1.5- Contenidos mínimos establecidos en el Plan Estudios para la Asignatura Sistemas lógicos digitales. Componentes básicos l computador. Estructura básica. Unidas funcionales. Unidad central procesamiento. Unidad control. Circuitos combinatorios y secuenciales. Unidas aritméticas. Sumadores, multiplicadores y divisores. Representación los datos a nivel máquina. Error. Microprogramas. Organización entrada/salida. Interrupciones. Memoria principal. Organización funcional. Decodificación direcciones. Dispositivos e interfaces. Periféricos. Dispositivos almacenamiento Carga horaria semanal y total: 5 horas semanales 75 horas totales Año académico: PRESENTACIÓN 2.1- Ubicación la Asignatura como tramo conocimiento una disciplina. Esta asignatura introduce al estudiante al conocimiento l Hardware un procesador. Los conceptos que se presentan apuntan a la formación una ia su estructura y sus posibilidas. Se apunta a comprenr la estructura lógica un procesador propósitos generales mirado como un sistema compuertas lógicas, circuitos lógicos y transporte señales lógicas. Estos conceptos introducen a la organización l hardware y a comprenr la maquina como un autómata capaz interpretar un lenguaje reconociendo y ejecutando órnes. La lógica digital constituye el lenguaje construcción l sistema referido. El molo lógico que se construye habrá sido diseñado para articularse con un lenguaje formalizado en códigos binarios, que vendrá en el lenguaje programación propio la máquina. Este es el punto partida otros lenguajes, por lo que la asignatura se articula con las asignaturas que tratan los lenguajes programación y los sistemas operativos. La aplicación este molo se pondrá a prueba con una maquina didáctica arquitectura sencilla diseñada con fines didácticos Conocimientos y habilidas previas que permiten encarar el aprendizaje la Asignatura. El estudiante requiere entrenamiento básico conceptualización para el tratamiento sistemas formalizados con lenguajes totalmente nuevos, como son los grafos circuitales. Requiere amás conocimiento los sistemas numeración, el álgebra Boole, y la lógica las funciones construidas con elementos binarios. Por parte los fundamentos programación be estar entrenado para entenr algoritmos sencillos y expresarlos en algún código formalizado. Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 2

3 3.- OBJETIVOS 3.1- Objetivos Generales. Que el alumno adquiera competencias para: Analizar los niveles estructurales básicos un microcomputador. Inferir aspectos vinculados a la organización los componentes globales un procesador y sus interrelaciones. Justificar la importancia los lenguajes internos la computadora Que el alumno sarrolle las competencias : Autogestión su aprendizaje. Responsabilidad, respeto y compromiso con el trabajo propio y sus pares. Una actitud apertura hacia el avance tecnológico Objetivos Específicos Que el alumno logre las siguientes competencias: Utilizar el álgebra binaria y las funciones lógicas combinacionales como herramientas para el diseño circuitos lógicos combinacionales. Manejar las funciones lógicas secuenciales, variable tiempo y factores realimentación para el diseño circuitos lógicos secuenciales. Comprenr la trayectoria datos durante la ejecución un programa almacenado en memoria. Comprenr aspectos relacionados al control microprogramado. Desarrollar configuraciones alternativas distintos dispositivos acuerdo a un entorno dado. Diseñar funciones y procedimientos que resuelvan problemas dados. 4.- SELECCIÓN Y ORGANIZACIÓN DE CONTENIDOS 4.1- Programa Sintético sobre la base los Contenidos Mínimos Sistemas lógicos digitales. Componentes básicos l computador. Estructura básica. Representación datos a nivel máquina. Aritmética l computador. Unidas funcionales. Unidad central procesamiento. Representación los datos a nivel máquina. Error. Unidad control. Decodificación instrucciones. Microprogramas. Memoria principal. Organización. Decodificación direcciones. Unidas aritméticas. Sumadores, multiplicadores y divisores. Organización entradas/salidas. Dispositivos e interfaces. Interrupciones. Periféricos. Impresoras. Consolas. Dispositivos almacenamiento magnético. Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 3

4 4.2- Articulación Temática la Asignatura Ruta datos UAL Microarquitectura Máquina sencilla Memoria control Microprograma Bus Registros Circuitos Combinacionales Circuitos Secuenciales Nivel Lógica Digital Macroarquitectura Set /Instrucciones Pilas Memoria RAM Aritmética l computador Red conceptual la asignatura 4.3- Programa Analítico UNIDAD 1: ORGANIZACIÓN ESTRUCTURADA DE COMPUTADORAS 1. Introducción a una máquina multinivel - Evolución las máquinas multinivel actuales - Hardware, Software, Firmeware 2. Sistemas numeración - Conversión una base a otra 3. Aritmética l computador - Aritmética binaria 4. Representación datos a nivel máquina - Números punto flotante - Tratamiento error UNIDAD 2: NIVEL DE LÓGICA DIGITAL 1. Compuertas y Álgebra Boole 2. Circuitos lógicos digitales básicos - Circuitos integrados - Circuitos combinacionales - Circuitos aritméticos - Arreglos lógicos programables - Relojes 3. Memoria - Flip-flops - Registros Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 4

5 - Organización memoria - Direcciones memoria - Memoria RAM y ROM 4. Dispositivos entrada / salida 5. Buses computadora - Ancho bus - Temporización l bus - Tipos bus UNIDAD 3: MÁQUINA SENCILLA (MAC 1) 1. Microarquitectura - Componentes la arquitectura: registros, UAL, Buses, registro splazador, buffer, etc. - Trayectoria datos - Unidad control: microprograma, codificación instrucciones 2. Macroarquitectura - Funciones - Procedimientos - Pilas - Juego macroinstrucciones - Interrupciones 4.4- Programa y cronograma Trabajos Prácticos Trabajo práctico Nº 1: Aritmética l computador Trabajo práctico Nº 2: Sistemas lógicos digitales combinacionales Trabajo práctico Nº 3: Sistemas lógicos digitales secuenciales Trabajo práctico Nº4: Microarquitectura:Trayectoria datos y microprograma Trabajo práctico Nº 5: Macroarquitectura 4.5- Programa y cronograma Laboratorio TALLER 1: Sistemas lógicos digitales combinacionales y secuenciales. (Simulador LogiSim) TALLER 2: Macroarquitectura: Pila, Función y procedimiento. (Debugger Mac) 5- BIBLIOGRAFÍA 5.1- Bibliografía General Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 5

6 Patterson, D. A.; Hennessy J L. Estructura y diseño computadores. Interficie circuitería/programación Editorial Reverté, S.A., Tocci, R.; Widmer, N. Sistemas Digitales: principios y aplicaciones Editorial Pearson Education, México, Floyd Thomas L. Fundamentos Sistemas Digitales Editorial Pearson Educación, Bibliografía Específica Tanenbaum Andrew S. Organización Computadoras: un enfoque estructurado Prentice Hall, Madrid- España, 3ra., 4ta Edición y 5ta, 2001 Stallings William Organización y Arquitectura Computadoras Diseño para optimizar prestaciones, Ed. Prentice Hall (2007). 6.- ESTRATEGIAS METODOLÓGICAS 6.1- Aspectos pedagógicos y didácticos Por naturaleza esta asignatura tiene una tenncia estructural formal para el proceso enseñanza, sin embargo se crean en la misma, espacios reflexión, diálogo y discusión. Bajo el supuesto que didácticamente no pue haber una distancia en sentido excluyente entre teoría y práctica se asume que existe un predominio uno hacia otro aspecto dando lugar a lo que nominamos clases teóricas y clases prácticas. En las clases teóricas la exposición explicativa va auxiliada l uso intensivo l pizarrón, don se utilizan como recursos didácticos lenguajes gráficos (tablas, esquemas, gráficos, etc.). La presentación cada tema va acompañada algún ejercicio aplicación representativo que permita el diálogo y discusión para reforzar conceptos, aclarar dudas, reiterar explicaciones, escuchar propuestas etc. Este estadio se complementa con la práctica y el taller, y constituyen tres espacios que se nutren mutuamente. Las clases prácticas se sarrollan utilizando como recurso didáctico las guías elaboradas especialmente para profundizar y afianzar los conceptos teóricos sarrollados, y en consecuencia tenr a que el alumno logre autogestión en su aprendizaje. En esta asignatura se implementa dos talleres en laboratorio como estrategia holística para integrar lo conceptual y lo práctico, y esta manera, lograr que los alumnos alcancen una comprensión total los niveles básicos estructurales una computadora y su organización. Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 6

7 6.2- Actividas los Alumnos y los Docentes Actividas l equipo cátedra La asignatura está a cargo un equipo docente conformado por un profesor adjunto, un docente auxiliar y el ayudante estudiantil. Los docentes sempeñan las siguientes funciones: - Facilitador l aprendizaje mediante recursos didácticos específicos, - Observador l proceso aprendizaje, - Promotor la comunicación entre pares y docentes - alumnos, - Animador l trabajo grupal para el tratamiento los contenidos, - Consultor permanente frente a las dudas e inquietus los alumnos. El profesor adjunto es el responsable l sarrollo general la asignatura. En particular se encarga la coordinación l equipo cátedra y la elaboración la planificación la asignatura. Se encarga l sarrollo las clases teóricas, atención consultas y l seguimiento y evaluación permanente los alumnos. El docente auxiliar se encarga las clases prácticas, elaboración trabajos prácticos y taller. El ayudante estudiantil colabora en la preparación los trabajos prácticos y material didáctico, en el sarrollo los talleres y atención consultas los alumnos. El equipo cátedra acuerda cuestiones relativas al sarrollo la asignatura, finición roles y funciones aspectos inherentes a la implementación las clases (selección material bibliográfico, elaboración l material didáctico, preparación las evaluaciones y planificación y sarrollo l taller) Actividas los alumnos Los alumnos se encargan realizar las siguientes actividas: - Participar las discusiones sobre los temas que se traten en cada clase. - Resolver trabajos prácticos individualmente y/o en grupo según los requerimientos l docente. - Confrontar y verificar la exactitud los resultados obtenidos Cuadro sintético Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 7

8 Tabla 1. Distribución la carga horaria entre clases teóricas, práctica y taller Clase Teórica Práctica Carga Horaria semanal 2 hs. en la semana 3 hs. en la semana A cargo Técnica más usada Énfasis en Prof. Adjunto Ing. M. Sosa Prof. Adjunto Ing. M. Sosa Auxiliar Lic. I. Maldonado Clases expositivas, reforzadas con ejemplos prácticos Desarrollo guías trabajos prácticos Aplicación enfoques que estimulen la creatividad para el diseño y sarrollo soluciones (por ejemplo trabajo grupal colaborativo) Conceptualización formal. Resolución problemas. Taller 15 hs. totales distribuidas en cuatrimestre Prof. Adjunto Ing. M. Sosa Auxiliar 1ra. Lic. I. Maldonado Auxiliar 2da. Utilización software tipo educativo (Simuladores digitales y Debuggers Mac) La observación tenida y reflexiva las propuestas. Formulación y resolución problemas Reafirmación conceptos. Asistencia exigida: - Clases teóricas: 80% - Clases prácticas: 80% - Taller: 100% - Evaluativos: 100% El taller se realiza en el laboratorio Informática Recursos Didácticos Pizarrón: se lo utiliza principalmente como soporte a las clases expositivas. Transparencias: se las utiliza cuando se consira pertinente para enriquecer las presentaciones los temas durante las clases expositivas. Computadoras tipo PC: utilizadas para la implementación l sistema software usado para que el estudiante logre una conceptualización globalizada los elementos l microprocesador estudiado y le ayun a formar una imagen clara y exhaustiva su funcionamiento. Software Debugger la máquina didáctica nominada Mac, utilizada para estudiar los componentes estructurales y el lenguaje máquina convencional. Simulador sistemas lógicos digitales LogiSim. Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 8

9 7.- EVALUACIÓN 7.1- Evaluación Diagnóstica No se realiza 7.2- Evaluación Formativa Se proponen cinco trabajos prácticos que berán ser sarrollados en un plazo tiempo establecido. El seguimiento a través l sarrollo trabajos prácticos y taller permitirá hacer recomendaciones metodológicas para el aprendizaje y seguimiento la materia. Los trabajos prácticos y taller serán sarrollados en forma individual Evaluación Parcial La evaluación parcial es diseñada con ejercicios prácticos correspondientes a una o varias unidas a evaluar. La evaluación parcial es escrita. Se evalúa diferentes aspectos relacionados a: procedimiento metodológico, recursos utilizados para sarrollar la solución a un problema planteado, y precisión la respuesta. Finalmente se valora la comprensión general los temas vinculados a la estructura interna y diseño los microcomputadores. Las escalas evaluación son: - (1-4) saprobado, - (5-6) aprobado, - (7-10) promocionado. Tabla 2. Distribución temporal evaluaciones parciales y talleres Parcial Contenidos Fecha probable Parcial I Unidas 1 y 2 Semana 8 Parcial II Unidad 3 Semana 13 Taller 1 Unidad 2 Semana 5 y 6 Taller 2 Unidad 3 Semana 8 y 9 Recuperatorios Unidad 1, 2 y 3 Semana Evaluación Integradora La evaluación integradora se realiza sobre el sarrollo los trabajos taller. Cada trabajo se fien en un coloquio no eliminatorio, que se realiza para evaluar el conocimiento total adquirido. En esta instancia se finen los siguientes criterios evaluación: Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 9

10 - Manejo vocabulario técnico, - Capacidad resolución problemas planteados, - Utilización recursos funcionales l microcomputador. Esta evaluación se enfatiza principalmente en los estudiantes candidatos a promocionar la asignatura para reunir todos los antecentes las evaluaciones anteriores finir la nota promoción final Autoevaluación Se motiva a los estudiantes a hacer un juicio crítico sobre el sarrollo la asignatura, y el sempeño los docentes y ayudantes. Las opiniones, sugerencias y críticas los alumnos sirven como retroalimentación la cátedra con el objeto mejorar la propuesta enseñanza Evaluación Sumativa Para realizar la evaluación sumativa se reúnen los antecentes sarrollo trabajos taller presentados en tiempo y forma, evaluaciones parciales y coloquio. Para la promoción se be reunir los porcentajes asistencia establecidos, aprobación parciales con un mínimo 7 puntos y aprobación los talleres. Para la regularidad se be reunir los porcentajes asistencia establecidos, aprobación trabajos prácticos taller, aprobación parciales o los recuperatorios correspondientes con un mínimo 5 puntos y aprobación los talleres Examen final La evaluación final será escrita u oral sobre los temas incluidos en la programación analítica la asignatura. Los aspectos que se evalúan son: Conocimiento los aspectos estructurales y funcionales los sistemas computación estudiados a nivel lógica digital y nivel microarquitectura. Utilización lenguajes formales y herramientas diseño componentes estructurales y software. (macroarquitectura) Examen Libre El examen libre se divi en dos etapas, práctica y teórica, cada una ellas es eliminatoria: Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 10

11 1)- Práctica: evaluación escrita tipo práctica y sarrollo un trabajo equivalente al l taller que realizan los alumnos regulares. El trabajo taller be ser aprobado por lo menos con 2 días anticipación al día l examen final. Es cir el alumno requerirá el enunciado l trabajo 10 días antes l examen. 2)- Teoría: la evaluación será en forma oral Ing. Mabel Sosa Docente responsable la asignatura Planificación la asignatura Organización l Computador Hoja Nº 11