DISEÑO CURRICULAR ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

Transcripción

1 DISEÑO CURRICULAR ARQUITECTURA L COMPUTADOR FACULTAD (ES) CARRERA (S) Ingeniería Computación y Sistemas. CÓDIGO HORAS TEÓRICAS HORAS PRÁCTICAS UNIDAS CRÉDITO SEMESTRE VI PRE-REQUISITO ELABORADO POR: REVISADO POR: FECHA:

2 INTRODUCCIÓN La cátedra de Arquitectura del Computador está dispuesta como materia del quinto semestre de Ingeniería en Computación e Ingeniería en Sistema. La Arquitectura del Computador atiende a la estructura y al desempeño de los diferentes módulos funcionales de la computadora y, como éstos, interactúan, entre sí, para atender las necesidades de procesamiento del usuario. Dentro de la Arquitectura del Computador también, es de especial atención, el diseño de las computadoras y en éste se analiza su circuitería interna. En la materia Arquitectura del Computador, se le dará al estudiante las herramientas básicas necesarias para la comprensión de la operación de la circuitería de computadoras digitales, aprendiendo los diferentes componentes digitales que se usan en la organización y diseño de una computadora, los pasos para preparar las bases de una computadora elemental, el funcionamiento de la unidad central de proceso, la organización y arquitectura de las entradas y salidas y la memoria. El contenido programático se ha dividido en seis unidades como lo son: Registros y Microoperaciones, Organización y diseño básico de una computadora, Programación básica de una computadora, Unidad Central de Procesamiento, Entradas y Salidas y Memoria. OBJETIVO (S) GENERAL (ES) Al finalizar el curso, el estudiante estará en la capacidad de conocer la arquitectura de un computador y como está organizado su diseño.

3 UNIDAD I: Registros y Microprocesadores / Organización y Diseño Básico de una Computadora OBJETIVO: Al Finalizar la Unidad I, el estudiante estará en capacidad de tener conocimientos del lenguaje de transferencia de registros, como expresar microoperaciones en forma simbólica y el diseño de una unidad aritmético-lógica. Al Finalizar la Unidad II, el estudiante estará en capacidad de conocer la organización y el diseño básico de una computadora digital. OBJETIVOS ESPECÍFICOS CONTENIDO APRENDIZAJE RECURSOS REQUERIDOS PESO % Conocer la notación simbólica para describir las transferencias de microoperaciones entre registros. Entender cómo se representa la transferencia de información de un registro a otro. Comprender la trayectoria de una computadora digital para transferir información de un registro a otro. Conocer las microoperaciones aritméticas que se efectúan con los datos almacenados en un registro. Conocer las microoperaciones lógicas que ejecutan manipulación de bits sobre datos no numéricos almacenados en registros. Conocer las microoperaciones de corrimiento que ejecutan operaciones de corrimiento sobre datos almacenados en los registros. Entender como un grupo de bits instruye a una computadora sobre como ejecutar una operación específica. Conocer los formatos de códigos de instrucción de una computadora. Aprender el ciclo que recorre un programa para ejecutar todas sus instrucciones. Conocer las entradas, salidas e interrupciones de una computadora. Analizar el diseño de una computadora básica. Microoperaciones. Lenguaje de transferencia de registros Registros: Transferencia de registros. Función de control. Buses. - Transferencia de memoria. Microoperación de sumar y restar. Sumadores. Incrementadores. - Circuitos aritméticos. Símbolos. Implantación de microoperaciones lógicas por medio del hardware. Corrimiento lógico. - Corrimiento circular. Corrimiento aritmético. Implantación de microoperaciones de corrimiento por medio del hardware. Código de instrucción. - Código de operación. Organización de un programa almacenado. Direccionamiento. Formato de instrucción. - Tipos de instrucción. Búsqueda y decodificación. Tipos de instrucciones. Configuración de la entrada y la salida. Interrupciones de programas. Descripción de una computadora. Componentes del hardware. Compuertas. Control de registro y de memoria. Control de flip-flops. Control del bus. Facilitador Exposición de contenidos con apoyo gráfico. Interacción de experiencias Resolución de ejercicios que reafirmen los conocimientos. Brain Storming Participantes Participación espontánea. Resolución de problemas. Pizarra acrílica Marcadores Proyector de transparencias Rotafolios Guías de Estudio Material Bibliográfico Bibliografía recomendada Laboratorio de Computación Asistencia Evaluación continua. Trabajos en Grupos Talleres Prueba escrita Preparación de Presentaciones orales 20%

4 UNIDAD II: Programación Básica de una Computadora / Unidad Central de Procesamiento OBJETIVO: Al Finalizar la Unidad III, el estudiante estará en capacidad de conocer las instrucciones básicas de una computadora utilizadas en lenguaje ensamblador. Se introduce al alumno en esta unidad al concepto de microprogramación. Al Finalizar la Unidad IV, el estudiante estará en capacidad de conocer el funcionamiento de la unidad de central de proceso o CPU y el detalle del diseño de la unidad de control. OBJETIVOS ESPECIFICOS Conocer los programas que están escritos para las computadoras. Entender las secuencias de instrucciones que se ejecutan varias veces. Visualizar las instrucciones disponibles en una computadora. Introducción al concepto de microprogramación. La simplificación de productos de suma. Conocer el diseño de la unidad de Control. Conocer como están organizados los registros dentro de una computadora. Aprender las características de una pila o stack. Diseñar circuitos combinacionales inimizando el número de compuertas, utilizando sumadores y restadores. Conocer las instrucciones que se emplean con el hardware. Entender las reglas para interpretar o modificar el campo de dirección de la instrucción. Estudiar las diferentes formas de transferencia y manipulación de datos. Conocer como especificar para alterar el contenido del contador de un programa. Conocer el conjunto de instrucciones reducidas. CONTENIDO Instrucciones - Lenguaje de Máquina - Lenguaje ensamblador. - Ensamblador. - Ciclos de Programas. - Compilador. - Programación de operaciones aritméticas y lógicas. - Subrutinas. Programación de entradas y salidas. Memoria de control. - Secuencias de dirección. - Ejemplos de microprograma. - Diseño de la unidad de control. - Decodificadores. Unida aritmético y lógica. Organización general de los registros. - Palabra de control. Organización de una pila. - LIFO. - Apuntador de pila. - Pila de registro. - Empujar. - Hacer saltar. - Pila de memoria. - Limites de la pila. - Notación polaca inversa. - Evaluación de Expresiones aritméticas. Formato de las instrucciones. - Dirección de registro. - Instrucciones de cero, una, dos y tres direcciones. Instrucciones RISC. - Modos de direccionamiento. - Contador de un programa. - Campo de modo. Dirección efectiva. - Transferencia y manipulación de datos. Instrucciones de transferencia de los datos. Instrucciones de manipulación de datos. Instrucciones aritméticas. Instrucciones de corrimiento. Control del programa. Bits de condiciones de estado. Llamada y retorno de subrutina. Interrupción del programa. Tipos de interrupciones. RISC. - Características RISC. APRENDIZAJE Facilitador Exposición de contenidos con apoyo gráfico. Interacción de experiencias Resolución de ejercicios que reafirmen los conocimientos. Brain Storming Participantes Participación espontánea. Resolución de problemas. RECURSOS REQUERIDOS Pizarra acrílica Marcadores Proyector de transparencias Rotafolios Guías de Estudio Material Bibliográfico Bibliografía recomendada Laboratorio de Computación EVALUACION Asistencia Evaluación continua. Trabajos en Grupos Talleres Prueba escrita Preparación de Presentaciones orales PESO % 20%

5 UNIDAD III: Entradas y Salidas OBJETIVO: Al Finalizar la Unidad V, el estudiante estará en capacidad de analizar las técnicas que utilizan las computadoras para comunicarse con los dispositivos de entrada y salida. OBJETIVOS ESPECIFICOS Conocer el modo de comunicación eficiente entre el sistema central y el ambiente externo. Entender la sincronización de operaciones internas de un sistema digital. Aprender cómo se transfiere la información del computador central a un dispositivo externo. Analizar el acceso directo a memoria. Conocimiento de los procesadores externos. Analizar un procesador de comunicación de datos. CONTENIDO Dispositivos periféricos. Caracteres alfanuméricos ASCII. Interface de entrada y salida. Transferencia asíncrona de datos. Control de habilitación. Transferencia serial asíncrona. Interfase de comunicación asíncrona. Buffer. Modos de transferencia. Prioridad de interrupción. Codificador de prioridad. Ciclo de interrupción. Rutinas de programación. Operaciones inicial y final. Acceso directo a memoria (DMA). Procesador de entrada-salida (IOP). Comunicación CPU-IOP. Canal de E/S. Comunicación serial. Protocolo. APRENDIZAJE Facilitador Exposición de contenidos con apoyo gráfico. Interacción de experiencias Resolución de ejercicios que reafirmen los conocimientos. Brain Storming Participantes Participación espontánea. Resolución de problemas. RECURSOS REQUERIDOS Pizarra acrílica Marcadores Proyector de transparencias Rotafolios Guías de Estudio Material Bibliográfico Bibliografía recomendada Laboratorio de Computación EVALUACION Asistencia Evaluación continua. Trabajos en Grupos Talleres Prueba escrita Preparación de Presentaciones orales PESO % 30%

6 UNIDAD IV: Memoria OBJETIVO: Al Finalizar la Unidad V, el estudiante estará en capacidad de conocer el concepto de jerarquía de memoria y la organización y operación de las diferentes memorias. OBJETIVOS ESPECIFICOS CONTENIDO RECURSOS REQUERIDOS PESO % Analizar los diferentes tipos de memoria de un computador. Conocer la memoria principal de un computador. Aprender los diferentes dispositivos de memoria auxiliar. Conocer las memorias pequeñas y rápidas que puede tener un computador. Conocimiento de la memoria virtual. Jerarquía de memoria. Memoria auxiliar. Memoria caché. Multiprogramación. Memoria RAM. Memoria ROM. Mapa de dirección de memoria. Conexión de la memoria al CPU. Discos magnéticos. Cinta Magnética. Memoria caché,. Mapeo. Estructura en la caché. Memoria virtual. Mapeo. APRENDIZAJE Facilitador Exposición de contenidos con apoyo gráfico. Interacción de experiencias Resolución de ejercicios que reafirmen los conocimientos. Brain Storming Participantes Participación espontánea. Resolución de problemas. Pizarra acrílica Marcadores Proyector de transparencias Rotafolios Guías de Estudio Material Bibliográfico Bibliografía recomendada EVALUACION Asistencia Evaluación continua. Trabajos en Grupos Talleres Prueba escrita Preparación de Presentaciones orales 30% Entender la circuitería de administración de la memoria. Segmento. Dirección lógica. Mapeo. Protección de la memoria. Laboratorio de Computación

7 BIBLIOGRAFIA Arquitectura de Computadoras, Mano M., Morris. Editorial Prentice Hall. Organización de Computadores, Carl, Hamacher.. Editorial Mc Graw Hill.

8 Contenido Programático de: ARQUITECTURA L COMPUTADOR Este programa es copia fiel y exacta del original que reposa en nuestros archivos. Vigente para el período Doy Fé en Maracaibo a los días del mes de del año Nombres: Apellidos: C.I.: Carrera: INGENIERIA EN SISTEMAS Confrontado Revisado SECRETARIA