CURSO ACADÉMICO 2006 DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA. Titulación: INGENIERO EN INFORMÁTICA (Plan 97) (1997) Nombre: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

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1 CURSO ACADÉMICO 2006 DATOS BÁSICOS DE LA ASIGNATURA Titulación: INGENIERO EN INFORMÁTICA (Plan 97) (1997) Nombre: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Nombre (inglés): Código: Tipo: Obligatoria Creditos totales (LRU/ECTS): 6,00 Créditos LRU/ECTS teóricos: 3,00 Año del plan de estudio: 1997 Créditos LRU/ECTS prácticos: 3,00 Curso: 2 Cuatrimestre: 2º Ciclo: 1 Coordinador: Daniel Cagigas Muñiz DATOS BÁSICOS DE LOS PROFESORES Nombre: Daniel Cagigas Muñiz dcagigas@us.es Teléfono: Nº de Despacho: L4-F62 Nombre: Daniel Cascado Caballero danic@atc.us.es Teléfono:

2 Nº de Despacho: L4-F70 Nombre: Rafael Paz Vicente Teléfono: Nº de Despacho: L4-F63 Nombre: José Luis Sevillano Ramos Teléfono: Nº de Despacho: L4-F66 Nombre: Lourdes Miro Amarante Teléfono: Nº de Despacho: L4-F61 Nombre: Raouf Senhadji Navarro Teléfono: Nº de Despacho: L4-F71 Nombre: Antón Civit Balcells Teléfono: Nº de Despacho: L4-72 Nombre: Rocio Garcia Robles Teléfono: Nº de Despacho: L4-F71

3 Nombre: Bernabe Linares Barranco Teléfono: Nº de Despacho: Nombre: Maria Teresa Serrano Gotarredona Teléfono: Nº de Despacho: DATOS ESPECÍFICOS DE LA ASIGNATURA 1. Descriptores: BOE Buses, Cronogramas; Tecnologías de memoria: RAM dinámicas; Jerarquía de Memoria: cache, memoria virtual; Mecanismos de E/S: Polling, Interrupciones, DMA. 2. Situación: 2.1 Conocimientos y destrezas previos: Haber superado las asignaturas de primero Fundamentos de Computadores del primer cuatrimestre y Estructura de Computadores del segundo cuatrimestre. 2.2 Contexto dentro de la titulación: Independientemente de la participación de la asignatura en la formación y desarrollo de las capacidades y competencias mínimas deseables en un perfil tipo de Ingeniero en Informática, la asignatura facilita a los estudiantes un complemento y una profundización de conocimientos y/o conceptos de las asignaturas de Fundamentos de Computadores y Estructura de Computadores de primero y una base y/o introducción para las asignaturas Técnicas de Programación de Bajo Nivel de tercero, Arquitectura de Sistemas Paralelos I de cuarto y Arquitectura de Sistemas Paralelos II de cuarto. 2.3 Recomendaciones: Asimismo se recomienda haber superado la asignatura de segundo Tecnología de Computadores del primer cuatrimestre. 2.4 Adaptaciones para estudiantes con necesidades especiales (estudiantes extranjeros, estudiantes con alguna discapacidad,...):

4 4. Objetivos: Introducción a la arquitectura de los computadores y al diseño de sistemas basados en microprocesador, sobre todo con énfasis en la estructura física de estos sistemas. Además de los aspectos fundamentales, se hace hincapié en las aplicaciones, con numerosos ejemplos inspirados en los sistemas más habituales de nuestro entorno. Se concede especial protagonismo a las prácticas (obligatorias) que sirven como complemento imprescindible a los contenidos teóricos de la asignatura, así como de ampliación de determinados detalles prácticos. 5. Metodología: NÚMERO DE HORAS DE TRABAJO DEL ALUMNO: - Clases Teóricas: 26 - Clases Prácticas: 6 - Clases Laboratorio:14 - Otro Trabajo Personal Autónomo (horas de estudio): 52 Teoría, 12 Prácticas, 20 Laboratorio - Realización de Exámenes: 4 7. Bloques Temáticos: (dividir el temario en grandes bloques temáticos; no hay número mínimo ni máximo): Bloque 1: TEORIA - EJERCICIOS Tema 1: Conexión externa de procesadores. Buses. Tema 2: Tecnología de los sistemas de memoria. Tema 3: Gestión de memoria. Tema 4: Introducción a los sistemas de entrada/salida. Bloque 2: PRACTICAS DE LABORATORIO Tema 1: Práctica 1 Tema 1: Práctica 2 Tema 1: Práctica 3 Tema 2: Práctica 4 Tema 2: Práctica 5 Tema 3: Práctica 6 Tema 3: Práctica7 Tema 3: Práctica8 Tema 4: Práctica9 Tema 4: Práctica10 8. Bibliografía 8.1. General: - J. D. Nicoud, 'Microprocessor Interface Design : Digital Circuits and Concepts', edicion. Chapman and Hall. - Sid Katzen, 'The Essence of Microprocessor Engineering', edicion. Prentice Hall Europe. - Hans-Peter Messmer, 'The Indispensable PC Hardware Book', edicion 4ª. Addison-Wesley. - John Fulcher, 'An Introduction to Microcomputer Systems : Architecture and

5 Interfacing', edicion. Addison-Wesley,. - Carl Hamacher; Zvonko Vranesic; Safwat Zaky, 'Organización de computadores', edicion 5ª. McGraw-Hill. - Alan Clements, 'Microprocessor interfacing and the : peripherals and systems', edicion. John Wiley and Sons. - William Stallings, 'Organización y arquitectura de computadores : diseño para optimizar prestaciones', edicion 5ª. Prentice Hall. - John L. Hennessy; David A. Patterson, 'Computer Architecture : A Quantitative Approach', edicion 3ª. Morgan Kaufmann. - John L. Hennessy; David A. Patterson, 'Estructura y diseño de computadores : Interficie circuitería-programación', edicion. Reverté. - Pedro de Miguel Anasagasti, 'Fundamentos de los computadores', edicion 9ª. Thomson-Paraninfo Específica (con remisiones concretas, en lo posible): - A. Clements, 'Microprocessor interfacing and the 68000'. Wiley, J. Fulcher, 'An introduction to microcomputers systems architecture and interfacing'. Addison-Wesley, C. Hamacher, Z. Vranesic, S. Zaky. 'Organización de Computadores'. (5ª ed.) McGraw-Hill, S. Katzen, 'The essence of microprocessor engineering'. Prentice-Hall, H.-P. Messmer, 'The indispensable PC hardware book'. (4ª ed.) Addison-Wesley, J.D. Nicoud, 'Microprocessor interface design'. Chapman & Hall, Técnicas de evaluación: (enumerar, tomando como referencia el catálogo de la correspondiente Guía Común): 1) Por cada convocatoria habrá un examen final en el que no se podrá consultar ninguna documentación, y que cubrirá todas las materias cursadas, incluidas las prácticas. En las prácticas debe obtenerse calificación de APTO como condición indispensable para aprobar la asignatura. 2) Como sistema de evaluación complementaria, se realizarán dos pruebas bimestrales durante el cuatrimestre (siempre que el centro ofrezca los recursos necesarios). La materia que entrará en cada prueba dependerá de la marcha del curso, pero será aproximadamente la mitad correspondiente de la asignatura, así como las materias correspondientes a las prácticas realizadas hasta esa fecha. A la segunda prueba bimestral sólo se podrán presentar los alumnos que hubieran superado la primera. 3) Para los alumnos de nuevo ingreso, la asistencia al laboratorio y en su caso la entrega de las memorias de las prácticas obligatorias correspondientes (una por práctica), serán requisito indispensable para superar la asignatura. Excepcionalmente se permitirá al alumnado faltar hasta a un 20% de todas las sesiones prácticas existentes. En caso contrario deberán realizar un examen final de prácticas en caso de aprobar la teoría. La nota de prácticas contará un punto en la nota final. Los alumnos repetidores tendrán la misma opción que los alumnos de nuevo ingreso, pero además tendrán la posibilidad de convalidar todas las prácticas renunciando por tanto a cualquier calificación sobre éstas. Para ello tendrán un tiempo prudencial para optar por ambas posibilidades/opciones. Criterios de evaluación y calificación (referidos a las competencias trabajadas durante el curso): Se considerará que un alumno ha superado la asignatura cuando la calificación que obtiene en el sistema de evaluación elegido (evaluación alternativa, ordinaria,

6 cómputo de las prácticas, etc) sea igual o superior a 5 sobre una nota máxima de 10. En el caso de superar la asignatura mediante la evaluación alternativa, la calificación final será la media aritmética de las calificaciones de las dos pruebas. 11. Temario desarrollado (sin indicación de las competencias que se van a trabajar en cada tema) Bloque 1: TEORIA - EJERCICIOS Tema 1: Conexión externa de procesadores. Buses. - Introducción: estructura de un computador y máquina de Von Neumann. - Introducción a los buses: características y tipos de señales, clasificación de buses, jerarquía de buses, cronogramas ó diagramas de temporización. - Líneas de datos y dirección: organización de la memoria, memorias ROM, decodificación de espacios de memoria. - Líneas de control: señales de sincronización, señales de arbitraje, circuitería usada en la interfaz de bus. - Ejemplos de conexiones a procesadores reales: el 8086, el Circuitería adicional: el reset y el reloj. - Ejemplo de aplicación: diseño de un sistema de memoria para un Ejemplo de bus real: el bus PCI. Tema 2: Tecnología de los sistemas de memoria. - Memorias semiconductoras. - Memorias de acceso aleatorio estáticas (SRAM): estructura externa de una SRAM asíncrona, estructura interna de una SRAM asíncrona, cronograma de lectura/escritura en una SRAM asíncrona. - Memorias de acceso aleatoria dinámicas (DRAMs): fundamentos de memorias DRAM y DRAMs asíncronas: estructura interna de una DRAM asíncrona, cronograma acceso lectura memoria DRAM, FPM RAM, EDO RAM, BEDO RAM. - Otros aspectos relacionados con las DRAMs: refresco, precarga, entrelazado de memoria, otras mejoras para aumentar el rendimiento: ampliación banco memoria y pipeline de direcciones. El controlador de memoria. - Módulos de Memoria DRAM. - DRAMs síncronas: memorias SDRAM (Synchronous DRAM), memorias DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), memorias RDRAM (Rambus DRAM). - Nomenclatura DRAMs. Tema 3: Gestión de memoria. - Jerarquía de memoria: introducción, definición, propiedades, funcionamiento, conceptos básicos, rendimiento. - Introducción memorias caché: estructura del sistema caché/memoria principal, funcionamiento. - Organización física memorias caché: según su ubicación y su configuración. - Organización lógica memorias caché. Según su estructura interna y funcionamiento: políticas de ubicación, localización, reemplazo y escritura. Cachés totalmente asociativas, cachés de correspondencia o mapeado directo y cachés asociativas por conjuntos. Según el tipo de información: unificadas y separadas. - Optimización memorias caché: reducción de fallos de la caché, reducción de las penalizaciones por fallos y reducción del tiempo de acceso en caso de acierto.

7 - Memoria virtual: definiciones, ciclo de vida de un programa en memoria virtual, tabla de páginas, correspondencia entre dirección virtual y física y búfer de traducción anticipada ó TLB. Tema 4: Introducción a los sistemas de entrada/salida. - Introducción. - Módulos de Entrada/Salida: comunicación CPU - Periféricos. - Mapa de Entrada/Salida: común y separada. - Introducción a los métodos de programación de E/S: E/S programada, E/S por interrupciones, acceso directo a memoria (DMA). - Canales y procesadores de E/S. - Ejemplo de dispositivo de E/S: puerto paralelo (interfaz centronics). - Dispositivos de entrada/salida básicos: i8254, i8255, i8259. Bloque 2: PRACTICAS DE LABORATORIO Tema 1: Práctica 1 Introducción al manejo del analizador lógico (I): estudio de los ciclos de bus de un procesador Tema 1: Práctica 2 Introducción al manejo del analizador lógico (II): estudio de los ciclos de bus de un procesador Tema 1: Práctica 3 Estudio de un bus PCI Tema 2: Práctica 4 Sistema de memoria RAM para arquitectura PC (I) Tema 2: Práctica 5 Sistema de memoria RAM para arquitectura PC (II) Tema 3: Práctica 6 Estudio de memorias caché (I) Tema 3: Práctica7 Estudio de memorias caché (II) Tema 3: Práctica8 Estudio de memorias caché y/o memorias virtuales Tema 4: Práctica9 Introducción al sistema de Entrada/Salida para arquitectura PC (I) Tema 4: Práctica10 Introducción al sistema de Entrada/Salida para arquitectura PC (II). 13. Horarios de clases y fechas de exámenes Los horarios y fechas de exámenes serán los acordados por la Junta de Factultad o Escuela y publicados por la misma