Créditos prácticos: Álvarez Bermejo José Antonio Gil Montoya María Dolores López Martínez Manuel Fco

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1 Año académico: Centro: Escuela Politécnica Superior Departamento: Arquitect. de Computadores y Electrónica Área: Arquitectura y Tecnología de Computadores Estudios: Ingeniero Técnico en Informática de Gestión (Plan 2000) Código: Asignatura: Estructura de Computadores Ciclo: º Curso: º Cuatrimestre: 2º Carácter: Troncal Créditos teóricos: 4,5 Créditos prácticos:,5 PROFESORADO: Álvarez Bermejo José Antonio Gil Montoya María Dolores López Martínez Manuel Fco Objetivos Generales Que el alumno deje de mirar el computador como una caja negra que ejecuta programas expresados en algún lenguaje de alto nivel. Comprender que la ejecución de sus programas implica la existencia de: * Una forma de representar los datos y las instrucciones mediante valores binarios, representables en forma de señales eléctricas. * Un programa traductor de los lenguajes de alto nivel a código ejecutable, comprensible para la máquina. *Una ruta de datos formada por registros, operadores y buses que los interconectan, que realiza todo el procesamiento de la información. En definitiva, adquirir una visión coherente y global de un computador. Todo ello inspirándose en un moderno microprocesador, de filosofía de conjunto de instrucciones reducido, presente en computadores de última generación: El MIPS R3000. Las capacidades pretendidas: Aprender los paradigmas de organización que determinan las capacidades y el rendimiento de los PCs. Comprender las interacciones entre el software y la computadora para que futuros ingenieros (desarrolladores de compiladores, diseñadores de sistemas operativos, programadores de aplicaciones de bases de datos, ) puedan alcanzar los mejores compromisos entre coste y rendimiento y para que los futuros ARQUITECTOS DE HW puedan entender mejor las implicaciones de sus diseños en el SW. Conocimientos Previos Recomendados Tecnología de computadores: Requisito recomendado. Introducción a la programación: Requisito deseable.

2 Nº Sesiones LECCION 0. PRESENTACION e INTRODUCCION. EVALUACIÓN y MAPA CONCEPTUAL DE LA ASIGNATURA TEMA : INTRODUCCIÓN A LOS COMPUTADORES... La primera aproximación al computador..2. Estructura del Computador..3. Principios básicos de los computadores..4. Programas e instrucciones..5. Evolución histórica de los computadores..6. Clasificación de las arquitecturas..7. Rendimiento y medidas de rendimiento. Ejercicios / Seminario sobre estado actual del SW. TEÓRICOS TEMA 2 : REPRESENTACIÓN DE LA INFORMACIÓN. 2.. Introducción Sistemas de numeración Códigos de Entrada / Salida Detección de errores en la información codificada continuación Representación interna de los datos. Continuamos con el material del dia 7 Marzo: 2.5. Representación interna de los datos Representación interna de los datos.ieee-754 Ejercicios Terminamos el tema 2. Seminario Cómo funciona un procesador?. Seminario. Computadores especiales: Cluster Ejercicios del tema 2. TEMA 3 : EL LENGUAJE DE LA MÁQUINA. 3.. Introducción Representación de instrucciones MIPS Llamadas a procedimientos Llamadas a procedimientos Punteros vs Arrays Arquitecturas alternativas a MIPS. *** SEMANA SANTA

3 TEMA 4 : CONSTRUCCIÓN DE UNA UNIDAD ARITMETICO LÓGICA. (Repasar tema 2). 4.. Introducción Sumas, restas y operaciones lógicas Construcción de una ALU Algoritmos aritméticos Operaciones en punto flotante. TEÓRICOS TEMA 5 : EL PROCESADOR. CAMINO DE DATOS Y CONTROL. 5.. Introducción Camino de datos monociclo Camino de datos monociclo Camino de datos multiciclo Definición del control cableado Excepciones. Repaso de la asignatura. PRÁCTICOS Práctica. Toma de contacto. 2. Compiladores. 3. Representación de la Información. 4. Lenguaje Máquina. 5. Diseño de la ALU. (optativa) 6. Monociclo y multiciclo. Objetivos / fuentes Conocer las arquitecturas de procesadores comerciales disponibles. Creación de programas básicos en lenguaje de alto nivel. Introducción a las medidas de rendimiento. Conocer el papel que juegan los programas que traducen nuestros desarrollos de alto nivel al lenguaje de la máquina. Creación de un programa y compilación con dos compiladores diferentes. Comparación de los ejecutables creados. Conocer y comprender el formato interno que el computador utiliza para representar la información. Manejo de los sistemas de numeración. Experimentación de diferentes codificaciones. Uso de un ensamblador comercial para crear programas MIPS R Implementacion con JLogica (simulador implementado por el profesor de la asignatura) de un sumador de 32 bits. Comprensión mediante un entorno gráfico del funcionamiento de un procesador, realizando un programa que permita seguir el curso de las distintas líneas de control, camino de datos, contador de programa, registros, memoria, etc.

4 Practica. Toma de contacto 2. Compiladores 3. Representación de la Información 4. Lenguaje Máquina. 5. Diseño ALU 6. Monociclo / multiciclo Semanas La evaluación y los eventos de cada práctica serán convenientemente informados al alumno a través de WebCT. Estructura y diseño de computadores. David A. Patterson y John L. Hennesy. Reverté Organización y diseño de computadores. La interfaz hardware software. David A. Patterson y John L. Hennesy. McGraw-Hill. 995 Bibliografía Estructura de computadores. José M. Angulo. Paraninfo. 996 Introducción a la informática. Prieto Lloris y Torres. McGraw Hill.995 Organización y Arquitectura de Computadores. W. Stallings. Prentice-Hall. 996 MIPS assembly language programming Robert Britton. Upper Saddle River Pearson Education, cop See MIPS run Dominic Sweetman. San Francisco, Calif. Morgan Kaufmann, Se desarrolla la asignatura acorde al mapa conceptual presentado en clase el primer día. C: Capitulo introductorio, sienta los conceptos. Metodología C2 y C3: desarrollan el concepto de programa. C4 y C5: muestran como diseñar el HW que ejecuta nuestros programas (C2 y C3). Las lecciones son magistrales. Cada lección demuestra los conceptos haciendo uso del simulador PCSPIM en clase, por el profesor, pudiendo así mostrar de manera casi práctica los conceptos que recientemente se han explicado.

5 La asignatura cuenta con su diseño virtual para que el alumno pueda seguir de manera exquisita el desarrollo de las lecciones en casa. En esta web se haya todo el material usado en clase, así como una temporización y el material que se ve en cada día de clase. Evaluación (2006 / 2007) Módulo Teoría Prácticas Obtención Nota final Evaluación 80% nota final. El examen tendrá cuestiones breves y problemas. Se debe superar el % nota final. Tras cada práctica habrá un examen tipo test. La nota final de prácticas será la nota media de todos los tipo tests, siempre que todas las notas estén por encima del 5.0 Teoría aprobada si >=5.0 Prácticas aprobadas si la media >=5.0, siendo cada nota de cada test >=5.0. Nota final = nota teoría x nota prácticas x Si nota_final >=5.0 aprobado.