PROGRAMA ANALÍTICO DE ASIGNATURA

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1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL ESTADO DE HIDALGO COORDINACIÓN DE DOCENCIA DIRECCIÓN DE PLANEACIÓN Y DESARROLLO EDUCATIVO PROGRAMA ANALÍTICO DE ASIGNATURA 1.- DATOS GENERALES 1.1 INSTITUTO: INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA 1.2 LICENCIATURA: LICENCIATURA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES 1.3 ASIGNATURA: ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS 1.4 Ubicación de la Asignatura en el Plan de Estudios Semestre Área de Formación Clave Carga de la Asignatura SEMANAL SEMESTRAL Créditos TEÓRICA PRÁCTICA TOTAL TEÓRICA PRÁCTICA TOTAL Nombre del profesor que elaboró el programa Fecha de elaboración M. en C. Mariano J. Pozas Cárdenas, M. en C. Elías Várela Paz, Ing. Antonio Aguillon Ortiz L. C. Omar Reyna Angeles 30 de mayo de

2 2.- PAPEL DE LA ASIGNATURA EN EL PLAN DE ESTUDIOS Proporcionar los conocimientos sólidos de las arquitecturas de computadoras que existen en el mercado, de tal forma que le permita al alumno diseñar y construir una sistema mínimo, así como la integración del sistema mínimo a la solución de un problema. 3.- SERIACIÓN DE LA ASIGNATURA A PARTIR DE LA CONGRUENCIA INTERNA DE LOS CONTENIDOS ASIGNATURAS ANTECEDENTES ASIGNATURAS CONSECUENTES Electrónica Digital Microprocesadores 2

3 4.- INTENCIÓN EDUCATIVA DE LA ASIGNATURA 4.1. OBJETIVOS GENERALES Que el alumno conozca a detalle la arquitectura y funcionamiento de una computadora. Al finalizar el curso, el alumno podrá diseñar y construir una computadora básica. El alumno asimilara de forma pragmática la arquitectura de una computadora con sus diferentes dispositivos de almacenamiento, control, dirección, interfaces. El alumno será capaz de desarrollar aplicaciones con sistemas mínimos de procesadores. 3

4 5.- OBJETIVOS PARTICULARES DE LAS UNIDADES O TEMAS 5.1. NÚMERO Y TÍTULO DE LAS UNIDADES O TEMAS 1. Fundamentos del diseño de computadores. 2. Transferencia de registros y microoperaciones. 3. Organización y diseño básico de computadores. 4. ARQUITECTURAS DEL BUS 5.2. OBJETIVOS PARTICULARES DE CADA UNIDAD O TEMA El alumno será capaz de conocer y comprender los conceptos importantes que le guiarán en los temas posteriores. Equilibrará el costo y rendimiento del costo de un computador e identificará cual es el trabajo de un diseñador de una computadora.. El alumno será capaz de aprender el lenguaje de transferencia de registros y utilizarlo en el diseño de módulos aritméticos y lógicos digitales, identificando aquellos que son interconectados con los datos y las trayectorias de control comunes para formar un sistema de computadora digital. El alumno será capaz de diseñar un computador básico definiendo la organización de este mediante sus registros internos, la estructura de temporización y control, y el conjunto de microinstrucciones que utiliza. Al finalizar la unidad, el alumno identificara los niveles de desempeño de las distintas arquitecturas del Bus y sus características físicas, además manejara los ciclos de instrucción de las instrucciones de referencia a registros, de referencia a memoria, de entrada / salida e interrupción. 5. ENTRADA/SALIDA, MEMORIA Y DECODIFICACION DE LAS PC/XT. Al termino de esta unidad, el alumno identificara los principales métodos para hacer interfaz a un sistema de procesador con los circuitos de la memoria principal. Asimismo, identificara también las principales interfases existentes para dispositivos de entrada y salida, analizando también los modos de transferencia. Además, identificara también los principales dispositivos periféricos disponibles para los sistemas digitales. También, conocerá la organización y la operación de la memoria virtual, la memoria compartida, la memoria distribuida. 6. NUEVAS ARQUITECTURAS Al finalizar esta unidad, el alumno identificará la arquitectura general de un procesador con arquitectura RISC. Asimismo, conocerá la arquitectura paralela y sus aplicaciones en el campo científico y tecnológico. Además, también identificará el procesamiento vectorial y sus aplicaciones además, de tener una visión de lo que es súper computadora y su arquitectura. 4

5 6.- SISTEMA DE CONOCIMIENTOS DE LA ASIGNATURA NÚMERO DE LA UNIDAD PLAN TEMÁTICO, (SUBTEMAS Y TÓPICOS DE CADA UNIDAD) TOTAL DE HORAS Fundamentos del diseño de computadores. 1.1 Introducción 1.2 Definición de rendimiento 1.3 Principios cuantitativos del diseño de computadoras 1.4 El trabajo del diseñador de computadoras 1.5 El concepto de jerarquía de memoria. 1.6 Clasificación de las arquitecturas a nivel del lenguaje de máquina. Transferencia de registros y micro-operaciones. 2.1 Lenguaje de transferencia de registros. 2.2 Transferencia de registros canal y memoria 2.3 Micro-operaciones aritméticas y lógicas y de corrimiento 2.4 Unidad de corrimiento lógico - aritmético Organización y diseño básico de computadores. 3.1 Códigos de instrucción 3.2 Registros de computadora 3.3 Instrucciones de computadora 3.4 Temporización y control 3.5 Ciclo de instrucción 3.6 Instrucciones de referencia a memoria 3.7 Entrada salida e interrupciones 3.8 Descripción completa de una computadora 3.9 Diseño de una computadora básica 3.10 Diseño de un acumulador lógico

6 6.- SISTEMA DE CONOCIMIENTOS DE LA ASIGNATURA NÚMERO DE LA UNIDAD PLAN TEMÁTICO, (SUBTEMAS Y TÓPICOS DE CADA UNIDAD) TOTAL DE HORAS 4 Arquitecturas del Bus 4.1 Niveles de desempeño de las distintas arquitecturas del Bus. 4.2 Descripción y expansión del bus PC/XT 4.3 Ciclos de lectura y escritura En la memoria En los puertos de E/S 4.4 Ciclo de interrupción 4.5 Características físicas del sistema de bus 4.6 Características de las ranuras de expansión (Slots) Entrada / salida, Memoria y Decodificación en las PC/XT. 5.1 Direccionamiento de puertos. 5.2 Mapa de direcciones de puertos de E/S 5.3 Mapa del uso de memoria 5.4 Técnicas de decodificación de dirección de puertos E/S 5.5 Decodificación de direcciones de memoria 5.6 Memoria virtual 5.7 Memoria compartida y memoria distribuida 5.7 Acceso directo a memoria (DMA) 5.8 Control de periféricos Banco de memoria Disco flexible Disco duro Puerto serial Puerto paralelo teclado 20 6

7 6.- SISTEMA DE CONOCIMIENTOS DE LA ASIGNATURA NÚMERO DE LA UNIDAD 6 PLAN TEMÁTICO, (SUBTEMAS Y TÓPICOS DE CADA UNIDAD) Computadoras de conjunto reducido de instrucciones, procesadores súperescalares y organización paralela. 6.3 Características de ejecución de instrucciones. 6.4 El uso de un catálogo de registros grande. 6.5 Optimización de registros basada en el compilador. 6.6 Arquitectura de conjunto reducido de instrucciones 6.7 Procesamiento en cascada de las RISC s 6.8 Motorola MIPS R Procesador súper-escalar Panorámica Aspectos de diseño Intel IBM RS/ Organización paralela Multiprocesamiento Computadoras vectoriales 6.12 Súper computo TOTAL DE HORAS 15 7

8 7.- SISTEMA DE HABILIDADES 7.1. HABILIDADES GENERALES, PRÁCTICAS O ESPECÍFICAS QUE FORMARÁ Y DESARROLLARÁ LA ASIGNATURA Practicas 1. Diseño de un acumulador lógico 1. Diseño de una computadora básica 2. Diseño e implementación de un sistema operativo para la computadora básica 3. Prueba del sistema operativo y computadora básica (suma, resta, etc.) 8

9 8.- CONSIDERACIONES METODOLÓGICAS Y DE ORGANIZACIÓN DE LA ASIGNATURA 8.1. METODOS, FORMAS ORGANIZATIVAS Y RECURSOS DIDÁCTICOS PARA EL DESARROLLO DEL PROCESO DE ENSEÑANZA-APRENDIZAJE 1. Uso del pizarrón y acetatos por parte del profesor. 2. Trabajo práctico y de investigación por parte del alumno. 3. Uso de simuladores como el B2logic para apoyo de las practicas que realice el alumno. 9

10 9. SISTEMA DE EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE 9.1 FORMAS DE EVALUACIÓN QUE ADOPTA LA ASIGNATURA. 1. Examen escrito. 2. Practicas del laboratorio. 3. Reportes de practicas. 4. Programas. 10

11 10.- BIBLIOGRAFÍA NECESARIA PARA EL DESARROLLO DEL PROGRAMA BÁSICA COMPLEMENTARIA John L. Hennessy David A. Patterson : Arquitectura de Computadoras un Enfoque Cualitativo, M c Graw Hill 1993 Mano, M. Morris, Arquitectura de computadoras (3er ed.) Prentice-Hall Mano, M. Morris y Charles R. Kime, Fundamentos de diseño lógioco y computadoras, Prentice-Hall Blaauw, Gerrit A., Frederick P., Jr Brooks y Frederick P. Brooks Jr Computer architecture: concepts and evolution, Addison Wesley Stallings, William, Organización computadoras (4ta ed), Prentice-Hall y arquitectura de Ciarcia: Construya su propia computadora, Mc. Graw- Hill. Tenenbaum, Andrew S., Organización de computadoras: un enfoque estructurado (3ra ed), Prentice-Hall Muray W. y Pappas Ch: Programación en lenguaje ensamblador 80286/80386, Mc. Graw-Hill. Lewis C. Eggebrech: Interfacing to the IBM personal computer, SAMS. Willian Stallings : Organización y Arquitectura de Computadoras. Principios de Estructuras y de Funcionamiento, Megabyte 1995 Kai Hwang / Faye A. Briggs : Arquitectura de Computadoras y Procesamiento Paralelo, M c Graw Hill 1994 Mano, M. Morris, Lógica digital y diseño de computadoras Prentice-Hall 11

12 11.- PERFIL PROFESIOGRÁFICO PERFIL IDEAL DEL PROFESOR QUE SE REQUIERE PARA IMPARTIR LA ASIGNATURA El profesor deberá tener una formación en la electrónica con conocimientos y experiencia en el área de microprocesadores, arquitectura y diseño de computadoras, arquitectura paralela: Además de saber del manejo de interfaces, los puertos y la memoria de la computadora. 12

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