UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS ALTOS DIVISIÓN DE ESTUDIOS EN FORMACIONES SOCIALES LICENCIATURA: INGENIERÍA EN COMPUTACIÓN UNIDAD DE APRENDIZAJE POR OBJETIVOS ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS AVANZADAS LIC. ABRAHAM ANDRADE LÓPEZ Presidente de la Academia de Sistemas Digitales y de Información DR. ROGELIO MARTÍNEZ CÁRDENAS Jefe del Departamento de Estudios Organizacionales

2 NOMBRE DE LA ASIGNATURA ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS AVANZADAS CODIGO DE LA MATERIA CC409 DEPARTAMENTO ESTUDIOS ORGANIZACIONALES ÁREA DE FORMACIÓN OPTATIVA ABIERTA CENTRO UNIVERSITARIO CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS ALTOS CARGA HORARIA TEÓRICA 80 CARGA HORARIA PRÁCTICA 0 CARGA HORARIA TOTAL 80 CRÉDITOS 11 TIPO DE CURSO TEÓRICO NIVEL DE FORMACIÓN PROFESIONAL LICENCIATURA PARTICIPANTES LICENCIATURA EN INGENIERÍA EN COMPUTACIÓN ELABORÓ SISTEMAS DIGITALES Y DE INFORMACIÓN PRERREQUISITOS CC210 ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS FECHA DE ACTUALIZACIÓN ENERO DE 2011

3 OBJETIVO GENERAL Al finalizar el curso, el alumno tendrá los conocimientos fundamentales de arquitecturas modernas de microprocesadores y microcontroladores así como de procesadores digitales de señales, de tal manera que tendrá capacidad de diseñar e implementar sistemas para aplicación en algunas áreas de propósito particular. OBJETIVOS ESPECÍFICOS En cada módulo del contenido temático principal

4 CONTENIDO TEMÁTICO MÓDULO 1: EL PAPEL DEL RENDIMIENTO EN UNA CPU Objetivo particular: El Alumno será capaz de describir y comparar CPU de una compañía y otra, describiendo su desempeño Introducción 2.2. Mediciones del rendimiento 2.3. Relación de medidas 2.4. Elección de programas para evaluar el rendimiento 2.5. Comparación y resumen del rendimiento MÓDULO 2: UNIDAD ARITMÉTICA DEL COMPUTADOR Objetivo particular: El Alumno será capaz de describir funcionamiento del la ALU así como darse la idea de cómo construir un ALU, entera y de punto flotante Representación de enteros, 4 Horas Representación en Signo y Magnitud Representación en complemento a dos Conversión entre longitudes de bits diferentes 2.2. Aritmética con enteros, 4 Horas Suma Resta Multiplicación 2.3. Representación en coma flotante, 4 Horas Fundamentos Estándar IEEE para la representación en coma flotante 2.4. Aritmética en Coma Flotante, 4 Horas Suma y Resta 2.5. Little, Big y Bi-Endian, 4 Horas Orden de los bytes Orden de los bits

5 MÓDULO 3: PARALELISMO A NIVEL DE INSTRUCCIONES, Y PROCESADORES SUPERESCALARES Objetivo particular: El alumno comprenderá las ventajas y desventajas de dispositivos con Pipeline o sin él, así como los problemas a los que se enfrentan debido al Pipeline Visión de conjunto, Superescalares frente a súpersegmentados Limitaciones 3.2. Cuestiones relacionadas con el diseño Paralelismo a nivel instrucción y paralelismo de la máquina Políticas de emisión de instrucciones Renombramiento de registros Paralelismo de la máquina Predicción de saltos Mejora del rendimiento con la segmentación, 8 horas El control de la segmentación Riesgos de datos y anticipación Riesgos de datos y bloqueos Riesgos de saltos Excepciones Segmentación superescalar y dinámica MÓDULO 4: PROCESAMIENTO PARALELO Objetivo particular: El alumno será capaz de entender futuras y actuales tendencias de los procesadores así de nuevas propuestas de diseños de microcontroladores modernos Organizaciones con varios procesadores Tipos de sistemas de paralelos Organizaciones Paralelas 4.2. Multiprocesadores Simétricos Organización Consideraciones de diseño de un sistema operativo de multiprocesador Un SMP como gran computador 4.3. Coherencia de cache y protocolo MESI Soluciones de software Soluciones hardware

6 El Protocolo MESI 4.4. Clusters, Configuraciones de clusters Cluster frente a SMP MÓDULO 5: EXPLORAR LA JERARQUIA DE MEMORIAS Objetivo particular: El alumno será capaz de entender futuras y actuales tendencias de las memorias en procesadores así de nuevas propuestas de diseños de micro controladores modernos Introducción 5.2. Principios básicos de las caches 5.3. Como medir y mejorar el rendimiento de la cache 5.4. Memoria Virtual 5.5. Un Marco común para las jerarquías de memoria 5.6. Casos reales: Las jerarquías de memorias de Pentium Pro y del Power PC 5.7. Falacias y Errores habituales MÓDULO 6: Multicore; Objetivo particular: El alumno será capaz de entender las nuevas tendencias de los microprocesadores, así como sus diseños Plataformas de ejecución en paralelo 6.2. Concepto de hilos 6.3. Conceptos básicos de programación MultiCore Conceptos de diseño Conceptos de correctitud Conceptos de rendimiento 6.4. Herramientas para el desarrollo de aplicaciones MultiThreading Rendimiento de Código MultuiThreading (Intel VTune Performance Analyzer) Corrección de Errores de Threading (Intel Thread Checker) Afinación de Código Multihilo (Intel Thread Profiler)

7 ESTRUCTURA CONCEPTUAL ARQUITECTURA DE LA COMPUTADORA CPU MEMORIAS PROCESAMIENTO EN PARALELO PROCESADORES MULTICORE

8 BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Hamacher, Carl. (2003). Organización de computadores. McGraw-Hill Parhami, Behrooz. (2007). Arquitectura de computadoras : de los microprocesadores a las supercomputadoras. MCGraw-Hill. Stallings, William. (2006).Organización y arquitectura de computadores. Prentice- Hall. Quiroga Patricia (2010) Arquitectura de computadoras. Alfaomega. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA Martín- Pozuelo, José María Martín. (2007]). Instalación y mantenimiento de equipos y sistemas informáticos Alfaomega. Martín Martín-Pozuelo, José María.(2005). Hardware Microinformático : Viaje a las profundidades del PC. Alfaomega MODALIDADES DEL PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE Se trabaja con la modalidad de interacción profesor-alumno, es decir; el profesor llevará a cabo el método exposición del profesor combinada con la participación activa y profunda del alumno y viceversa. Se debe motivar la creatividad de los alumnos en sus exposiciones motivando el manejo de dinámicas implementadas por el propio alumno. El manejo de temas en el laboratorio deberá ser interactivo, permitiendo que el alumno tenga la facilidad de manejo físico de los elementos que ahí se vean. CONOCIMIENTOS, APTITUDES Y VALORES QUE EL ALUMNO DEBE ADQUIRIR CON BASE AL DESARROLLO DE LA UNIDAD El alumno será capaz de clasificar las computadoras de acuerdo a su tecnología y configuración de buses. Además de ser capaz de reconocer las diferentes clases de memoria y seleccionar la adecuada de acuerdo a las necesidades o a los requerimientos específicos de una Computadora. El alumno será capaz de seleccionar la tarjeta madre adecuada según el tipo de chipset, procesador y el uso que se tendrá

9 CAMPO DE APLICACIÓN PROFESIONAL El alumno será capaz de identificar claramente los modelos de arquitectura de una computadora así las tendencias modernas. MATERIAL DE APOYO ACADÉMICO Notas sobre el curso Computadora y video proyector Pizarrón y marcadores Uso de plataforma Moodle Presentaciones Power Point MODALIDADES DE EVALUACIÓN CRITERIOS Tareas. 20% Actividades complementarias y prácticas.30% Exámenes parciales. 30% Exámenes departamentales 20% PERFIL DOCENTE El docente de esta materia deberá ser un profesionista con formación en las áreas de la computación, comunicaciones o informática; capaz de motivar a la investigación y creación de conocimiento, con habilidades para transmitir sus conocimientos y enseñar de forma interactiva propiciando en los alumnos el autoaprendizaje.