Arquitectura de Computadoras I

Transcripción

1 1.- DATOS DE LA ASIGNATURA Nombre de la asignatura: Carrera: Clave de la asignatura: Horas teoría-horas práctica-créditos Arquitectura de Computadoras I lngenieria en Sistemas Computacionales SCC l UBICACIÓN DE LA ASIGNATURA a). Relación con otras asignaturas del plan de estudio Anteriores Posteriores Asignaturas Temas Asignaturas Temas Sistemas Digitales Aritmetica digital. Contadores y registros. Dispositivos de memoria. Arquitectura de computadoras II Interrupciones. Dispositivos de memoria. Dispositivos perifericos. b). Aportación de la asignatura al perfil del egresado Facilita la conprensión para el diseño de arquitecturas de equipos de computo. 3.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSO Analizar el funcionamiento lógico de los componentes de una unidad central de proceso y su interacción con otros dispositivos. 4.- TEMARIO Unidad Temas Subtemas 1 Tansferencia de registros y

2 microoperaciones. 1.1 Lenguaje de transferencia de registros. 1.2 Transferencia entre registros. 1.3 Micro-operaciones aritméticas. 1.4 Micro-operaciones lógicas. 1.5 Micro-operaciones de desplazamiento. 1.6 Funciones de control. 2 Organización básica y diseño del computador. 2.1 Códigos de instrucción. 2.2 Instrucciones del computador. 2.3 Unidad de control y sincronización de tiempo. 2.4 Ejecución de instrucciones. 2.5 Entrada-Salida e interrupción. 2.6 Diseño de computador. 3 Organización del procesador central. 3.1 Organización del bus del procesador. 3.2 Unidad aritmética lógica (ALU) 3.3 Organización de la pila. 3.4 Formatos de instrucción. 3.5 Modos de direccionamiento. 3.6 Manipulación y transferencia de datos. 3.7 Control del programa.

3 3.8 Organización del microprocesador. 3.9 Procesamiento paralelo. 4 Organización del control del microprograma. 4.1 Memoria de control. 4.2 Secuenciación de la dirección. 4.3 Ejemplo de un microprograma. 4.4 Secuenciador del microprograma. 4.5 Formatos de microinstrucción. 4.6 Ayudas de software. 4.7 Ventajas y aplicaciones. 5 Organización de Entrada-Salida. 5.1 Dispositivos perifericos. 5.2 Interfase I/O Tansferencia asincronica de datos. 5.4 Acceso directo a memoria. 5.5 Interrupción prioritaria. 5.6 Procesador de Entrada-Salida. 5.7 Organización del sistema multiprocesador. 5.8 Procesador para comunicación de datos. 5.- APRENDIZAJES REQUERIDOS Sistemas Digitales.

4 6.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS Investigación bibliográfica sobre temas selectos y de aplicación. Exposición de temas por equipo. Exposición del tema con sesion de preguntas y respuestas. Visitas a empresas para confirmar la teoría con la práctica y elaborar informes. Resolución de problemas de libros relacionados con la materia. Práctica de laboratorio. Utilización de software para el diseño y/o análisis de los temas del curso. 7.- SUGERENCIAS DE EVALUACION Evaluación de informes sobre tareas o trabajos de investigación. Informes sobre prácticas de laboratorio realizadas. Evaluación en laboratorio. Evaluación escrita. Desempeño y participación del alumno en el aula. Evaluación de prácticas realizadas con ayuda de software. Nota: Los dos puntos anteriores deberán ser elaborados y enriquecidos por la Academia, en coordinación con el Departamento Academico. 8.- UNIDADES DE APRENDIZAJE Unidad 1: TRANSFERENCIA DE REGISTROS Y MICRO-OPERACIONES. Desarrollará programas con microoperaciones. 1.1 Utilizar las micro-operaciones aritmeticas, lógicas, de desplazamiento y control para implementar las interrupciones y transferencias. 3

5 Unidad 2: ORGANIZACION BASICA Y DISEÑO DE UN COMPUTADOR. Diseñará un computador simple. 2.1 Explicar códigos de instrucción del computador. 2.2 Ejecutar instrucciones. 1,2,3,4,5 Unidad 3: ORGANIZACIOM DEL PROCESADOR CENTRAL (CPU). Diseñara el diagrama de bloques de un procesador central. 3.1 Construir el diagrama de bloques de un ALU. 3.2 Explicar los modos de direccionamiento. IDEM Unidad 4: ORGANIZACION DEL CONTROL DEL MICROPROGRAMA Desarrollará microprogramas para controlar las operaciones del CPU. 4.1 Comprender los formatos de microinstrucciones. 4.2 Dar ejemplos de aplicación de microprogramas. IDEM

6 Unidad 5: ORGANIZACION DE ENTRADA-SALIDA. Describirá la transferencia de información de los equipos perifericos. 5.1 Programar las interrupciones prioritarias. 5.2 Comprender la transferencia asincrónica. IDEM 9.- FUENTES DE INFORMACION 1. M. Morris Mano. Arquitectura de cosputadores. E d. Prentice hall. 2. Andreu S. Tanenbaun. Organization d e colrpuladoras. Segunda edicickr. Ed. Prentice Call. 3. Kai Hwang/Faye A. Briggs. Arquitectura de conputadoras y procesamiento en paralelo. Ed. Mcgraw-hill. 4. Notas y apuntes de1 Ing. Luis E. Mantilla.. Tecnologico de Leon, Gto. 5. A. J. Van de Gor. Computer architecture and design. Ed. addison-weslwy publishing co PRÁCTICAS PROPUESTAS En este punto, la Academia correspondiente debera elaborar Las guias de practicas en base a la metodologia oficial emitida para tal efecto. UNIDAD I

7 Práctica 1 : El alumno simulara la tranferencia de bits de un registro A a un registro B utilizando registros y otros circuitos integrados. Práctica 2 : El alumno diseñará y construirá un circuito para: a) Sumar dos números. b)realice corrimientos. Práctica 1 : El alumno verificará la estructura fisica de los computadores con sus componentes elementales. Práctica 2 : El alumno, con lenguaje ensamblador, realizará programas que utilicen interrupciones para calcular: a) Impresora b)video c)teclado Práctica 3 : El alumno,con lenguaje emsamblador, realizará un programa para mandar datos a impresora utilizando el comando OUT(simlar interruption). I Práctica 1 : El alumno construirá un circuito con ALU para comprobar su funcionamiento. Práctica 2 : El alumno realizará programas con lenguaje ensamblador para comprobar transferencia de datos utilizando los diferentes modos de direccionamiento: directa,indirecto,indice,etc. de acuerdo al microprocesador con el que este trabajando. UNIDAD IV Práctica 1 : El alumno desarrolla un circuito que realice los microprogramas que generan una instrucción (ej. instruccion HOV A,B). UNIDAD V Práctica 1 : Utilizar el circuito de la practica 1 de la unidad III para lo siguiente: Mandar datos del teclado al puerto y de estos a la ALU y realizar las operaciones lógicas y artimeticas. Nota: Esta practica tiene la finalidad de utilizar las interrupciones para obtener los datos del teclado, el comando OUT para mandar los datos al puerto y la interface de un circuito a un circuito externo con el puerto de la computadora. Práctica 2 : Utilice el circuito anterior, pero agregue retroalimentación, es decir, el resultado de la ALU modelo por el puerto con el comando IN y muestre el resultado en pantalla.