FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE SISTEMAS E INFORMÁTICA : DISEÑO LÓGICO SÍLABO

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1 I. DATOS GENERALES SÍLABO CARRERA PROFESIONAL : INGENIERÍA DE SISTEMAS E CÓDIGO CARRERA : 02 ASIGNATURA : CÓDIGO DE ASIGNATURA : CÓDIGO DE SÍLABO : N DE HORAS TOTALES : 2 HORAS SEMANALES N DE HORAS TEORÍA : 2 HORAS SEMANALES N DE HORAS PRÁCTICA : 0 HORAS SEMANALES N DE CRÉDITOS : 2 CRÉDITOS POR CICLO CICLO : V CICLO PRE-REQUISITO : ALGORITMOS Y ESTRUCTURAS DE DATOS TIPO DE CURSO : OBLIGATORIO DURACIÓN DEL CURSO : 18 SEMANAS EN TOTAL CURSO REGULAR : 17 SEMANAS EXAMEN SUSTITUTORIO : 1 SEMANA DURACIÓN DEL CURSO : 9 SEMANAS EN TOTAL EN LA MODALIDAD A DISTANCIA CURSO REGULAR : 8 SEMANAS EXAMEN SUSTITUTORIO : 1 SEMANA II. DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA La asignatura de Diseño Lógico es de naturaleza Teórico - Práctico y una de las bases para que el alumno desde un comienzo tenga un conocimiento general de la aplicación de los Sistemas de Numeración, Minimización, Teoremas de Morgan y Diagramas de Karnaugh, Aplicación práctica del Algebra de Boole y de los Circuitos Digitales Combinacionales y Secuenciales de forma tal que comprenda el principio del funcionamiento y aplicaciones de los Circuitos Integrados Digitales de Actualidad, así como los fundamentos sobre Diseño de Máquinas Secuenciales y Diseño con Microprocesadores. CICLO V Página 1 de 12

2 La asignatura de Diseño Lógico está orientada a proporcionar al alumno los conocimientos fundamentales para que pueda desarrollar sus habilidades intelectuales y creativas para la concepción de nuevos sistemas y la optimización de los ya existentes. Es parte fundamental del curso lograr motivar al alumno en las técnicas modernas del autoestudio, exploración en Internet y el uso de la Informática Aplicada a la Educación. Por ello una parte del curso está orientada a la captura y simulación de los circuitos digitales con la ayuda del Computador. Para soportar esta aplicación de la Informática se ha elegido el programa ELECTRONICS WORKBENCH, por su facilidad de aprendizaje, sus posibilidades didácticas y sus aplicaciones, permitiendo con ello que se tenga un conocimiento general del tratamiento equilibrado de los conceptos fundamentales de las técnicas de análisis, diseño y resolución de problemas y los aspectos prácticos de implantación de Sistemas Reales. III. OBJETIVO GENERAL Ofrecer una cobertura equilibrada de los conceptos, las técnicas y las prácticas, que sirven de base para la comprensión de los fundamentos, adquisición de habilidades básicas para la resolución de problemas, así como la aplicación de los fundamentos y las habilidades en el análisis, diseño y el conocimiento de los aspectos de la implantación real. Enseñar un enfoque independiente de la tecnología, conocido como modelado a nivel de conmutadores, para lograr un entendimiento fácil por parte de los alumnos de la estructura y el comportamiento de los circuitos lógicos elementales. Proporcionar un formato modular accesible al entendimiento de la tecnología de los procesadores. Mostrar cómo las ideas teóricas y los dispositivos físicos y las metodologías de diseño se integran para producir un sistema digital útil. Proporcionar los fundamentos de la teoría de la conmutación y de la lógica digital necesarios para analizar y diseñar circuitos de lógica combinacional y secuencial, en los niveles de: conmutador, compuerta, registro y memorias, en base a la enseñanza de: Introducción a los Diagramas de Máquinas Algorítmicas, Modelo de Máquinas Secuenciales y del Diseño con Microprocesadores. Proporcionar los fundamentos teóricos para la captura y simulación de los circuitos digitales con ayuda del Computador mediante el uso del programa ELECTRONICS WORKBENCH u otras herramientas como el Pspice, Orcad IV, Tango, etc. CICLO V Página 2 de 12

3 IV. METODOLOGÍA a. MODALIDAD PRESENCIAL El profesor hará la presentación introductoria del curso y del Sílabo propiamente dicho, al comienzo del curso, enfatizando que promoverá la investigación y el dialogo constante con los alumnos para ayudar a que fijen y profundicen mejor los conocimientos que vayan adquiriendo. En todo momento resaltará la importancia de la necesidad de su participación espontánea en el curso, que no solo debe de conocer sino, investigar los diferentes temas tratados. Los temas serán enseñados utilizando las técnicas modernas de la Informática aplicada a la Educación y de las técnicas de autoestudio, principalmente en efectuar trabajos haciendo uso del Computador y de herramientas CAD de actualidad, mencionando y haciendo hacer ejercicios sobre la aplicación actual de los temas enseñados. En esencia, la asignatura se desarrollará con los siguientes lineamientos metodológicos : 1. El profesor del curso presentará en cada clase, el fundamento teórico de los diferentes temas y aplicaciones, siguiendo el orden que se señala en el programa analítico de este Sílabo. 2. Además propiciará y estimulará la intervención de los alumnos en clase. Se promoverá el intenso estudio fuera de las horas de clase haciendo uso del Computador, dejando temas prácticos para que los alumnos hagan investigación sobre los mismos, en los diferentes niveles de complejidad requeridos. 3. Los alumnos mediante el uso de las Computadoras, Internet consultas a los libros mencionados en la Bibliografía, deberán realizar sus investigaciones; así mismo también deberán usar otras fuentes de información como los materiales (para ser copiados) que le serán entregados al delegado por el profesor del curso, como: separatas, guías de prácticas y otros. Todo esto tiene la finalidad de que los alumnos procedan a resolver sus Trabajos y Prácticas mediante la investigación, a la vez que profundizan los alcances de los conocimientos adquiridos. CICLO V Página 3 de 12

4 4. En caso que los alumnos encuentren dificultad para resolver cualquier problema relacionado con la asignatura, deberá acudir a realizar la respectiva consulta al profesor responsable. Las prácticas serán dirigidas. b. MODALIDAD A DISTANCIA Con relación a la Guía didáctica Le recomendamos que lea detenidamente este Texto de Historia de la Filosofía lo considere una guía que deberá utilizar en todo su proceso de estudio, consultándolo cada vez que sea necesario. Con relación a las unidades didácticas En este proceso, es indispensable que cuente usted con un nivel de lectura comprensiva e interpretativa para lo cual se pone en su consideración las siguientes pautas: Busque las condiciones ambientales más propicias para el estudio, lo que le facilitará su concentración y su aprendizaje. Haga un cronograma de estudio que deberá cumplir en forma sistemática. Se le recomienda estudiar 06 horas semanales para el logro de los objetivos trazados. Recuerde que debe interpretar con sus propias palabras los conceptos presentados por el autor, esto le permitirá una mayor comprensión del tema. Recurra a los glosarios que se encuentran al final de cada unidad didáctica así como al diccionario, ya que enriquecerá su vocabulario y entenderá claramente las ideas expresadas en el texto. Resuelva todas las actividades: autoevaluación, lecturas interpretativas y demás ejercicios propuestos. Debe llevar un Cuaderno de trabajo académico, en el que desarrollará las preguntas de la autoevaluación y un Fólder para colocar sus separatas de lecturas en forma ordenada. Cuide la adecuada presentación de sus trabajos, ya sea de fondo (profundidad, exactitud y rigurosidad de sus respuestas) como de forma (ortografía, orden). Tutorías presénciales CICLO V Página 4 de 12

5 El alumno acudirá a ellas cada vez que lo requiera y le sea posible hacerlo. En estas sesiones se amplían los ejercicios y se desarrollan estrategias individuales y grupales. Tutorías telemáticas Mediante la Tutoría Telemática o Virtual, el alumno tendrá conversaciones con el docente en la Sala de Conversación del cual puede acceder desde el Aula Virtual previamente dispuestos en el Campus Virtual de la Universidad, es importante que el alumno haya leído y tenga sus preguntas listas para cuando esté en línea. El alumno utilizará la sala de conversación y el salón virtual para temas académicos, si tiene alguna pregunta sobre su calificación haga su consulta a través del correo electrónico al tutor de la asignatura El tutor estará esperando la participación del alumno en la Sala de Conversación o en el Salón Virtual. V. EVALUACIÓN a. MODALIDAD PRESENCIAL El reglamento vigente de la universidad exige la asistencia obligatoria a clases; el 30% de inasistencias inhabilita al alumno a continuar en el curso, colocando como promedio final: NSP. El docente deberá tomar lista en cada clase que dicta registrando las asistencias en el sistema que le proporciona la Universidad. Dada la naturaleza del curso respecto a que imparte conocimientos pero además es de suma importancia la transmisión directa de la experiencia del profesor y que los alumnos participen en clase, se reitera que es de vital importancia la asistencia a clases. La justificación de las inasistencias sólo serán aceptadas con el informe que pueda elevar la Oficina de Coordinación Académica EAPISI al profesor del curso. Finalmente, debe quedar perfectamente entendido que sólo cuando el alumno asiste a clases, gana el derecho a ser evaluado y que en todo CICLO V Página 5 de 12

6 momento estará presente la normatividad expresada en el reglamento de la Universidad. La modalidad de Evaluación será la siguiente: La nota final se establecerá del promedio ponderado de: NF = 30%EP + 30%EF + 40%PPT N.F. = Nota final E.P. = Nota Examen Parcial (30%) E.F. = Nota Examen Final (30%) P.P.T. = Promedio de Prácticas y Trabajos (40%) En el Promedio de Prácticas y Trabajos (P.P.T.), estarán incluídas la Práctica 1, Práctica 2 (prácticas obligatorias programadas por la universidad), además de las prácticas y trabajos adicionales que el docente considere pertinente. Solamente se considerará el redondeo de decimales para la Nota Final (N.F.). El examen Sustitutorio (ES), será tomado en la semana 18 del ciclo y consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La nota obtenida en el examen Sustitutorio, podrá reemplazar la nota más baja que el alumno haya obtenido en el examen Parcial o Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final (N.F.). En caso la nota del Examen Sustitutorio sea más baja que el Examen Parcial o Examen final, no se reemplazará ninguna de ellas, quedando el alumno con la nota obtenida hasta antes del examen Sustitutorio. En todas las evaluaciones se calificará con una escala de 0 a 20 siendo la nota mínima aprobatoria 11 (once). Es de total aplicación el Reglamento de Estudios de la Universidad entregado al alumno. CICLO V Página 6 de 12

7 b. MODALIDAD A DISTANCIA A continuación se detallarán los criterios de evaluación de esta asignatura: Los exámenes son evaluaciones que Ud. rendirá en forma presencial en sus unidades descentralizadas. Dichos exámenes consisten en: Examen Parcial, consiste de una evaluación teórico - práctico de conocimiento y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. Examen Final, consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. Examen Sustitutorio, consiste en la evaluación teórico - práctico de conocimiento de todo el curso y donde el alumno dará sus respuestas por escrito. La nota obtenida en el examen Sustitutorio, (0 a 20) podrá reemplazar la nota más baja que el alumno haya obtenido en el examen Parcial o en el Examen Final y de proceder el reemplazo, se recalculará la nueva nota final. En caso la nota del Examen Sustitutorio sea más baja que las notas obtenidas en el Examen Parcial o Examen Final, no se reemplazará ninguna de ellas, quedando el alumno con el promedio obtenido antes del examen Sustitutorio. A continuación le señalamos la semana de estudios en la que serán evaluados los exámenes: EXAMEN Examen parcial Examen final Examen sustitutorio SEMANA DE ESTUDIO 4ta semana 8va semana 18ava semana Dada la naturaleza del curso, es muy importante que exista la participación activa del estudiante en su proceso de aprendizaje. Por ello, se tiene las siguientes características: Forma : Permanente. Rubros : Examen parcial. (35%) Examen final. (35%) CICLO V Página 7 de 12

8 Actividad Obligatoria (30%) El trabajo académico está constituido por la actividad obligatoria, cuyas especificaciones han sido dadas a conocer oportunamente. VI. CONTENIDO TEMÁTICO Semana 01 Modalidad presencial Semana 01 Modalidad a distancia SISTEMAS DE NUMERACIÓN, OPERACIONES Números Decimales - Números Binarios - Conversión de Decimal a Binario - Aritmética Binaria - Complemento a 1 y Complemento a 2 de los Números Binarios - Representación de los Números con signo - Números Octales Números Hexadecimales. Semana 02 Modalidad presencial Semana 01 Modalidad a Distancia CÓDIGOS Código Binario - Código Decimal Dinario (BCD) - Códigos Alfanuméricos: ASCII (American Standard Code for Information Interchange) - Códigos Digitales - Aplicaciones. Semana 03 Modalidad presencial Semana 02 Modalidad a distancia ELEMENTOS LÓGICOS El Nivel de Conmutadores: Conmutadores - Circuitos de Conmutación - Circuitos Complementarios - Aplicaciones. El Nivel de Compuertas: Compuertas Lógicas, Inversora - AND - OR - NAND - NOR OR, Exclusivo, Nor - Exclusivo, Buffer, Buffer Tri State. Aplicaciones. LABORATORIO No 1.- Ejercicios Demostrativos de Captura y Simulación Asistidas por Computador Usando el Programa "Electronics Workbench". Aplicaciones. Semana 04 Modalidad presencial Semana 03 Modalidad a distancia ALGEBRA DE BOOLE Y SIMPLIFICACIÓN LÓGICA Operaciones y expresiones booleanas - Leyes y Reglas del Algebra de Boole - Teoremas de De Morgan Análisis booleano de los Circuitos Lógicos - implificación mediante el Algebra de Boole - Formas estándar de las expresiones booleanas y Tablas de Verdad. Ejercicios y Aplicaciones. Tabla de Karnaugh - Minimización de una Suma de Productos mediante la tabla de Karnaugh - Minimización de un Producto de Sumas mediante la Tabla de Karnaugh Ejercicios y Aplicaciones. CICLO V Página 8 de 12

9 PRIMERA PRÁCTICA CALIFICADA. Semana 05 Modalidad presencial Semana 04 Modalidad a distancia LABORATORIO No 2- DISEÑANDO EL PRIMER CIRCUITO Introducción - Colocando los componentes en la Pantalla del Computador - Conexionado de cables - Simulación del circuito - El voltímetro. LÓGICA COMBINACIONAL : Circuitos Lógicos Combinacionales especiales Implementación de la Lógica Combinacional - La propiedad Universal de las puertas NAND y NOR - Lógica Combinacional utilizando puertas universales - Funcionamiento con trenes de Impulsos - Ejercicios y Aplicaciones. Semana 06 Modalidad presencial Semana 04 Modalidad a distancia FUNCIONES DE LÓGICA COMBINACIONAL : Sumadores básicos - Sumadores Paralelos Binarios - Restadores - Sumadores con acarreo propagado y predictivo - Comparadores - Decodificadores - Codificadores Conversores de Códigos - Multiplexores (Selectores de Datos) - Demultiplexores - Generadores/Comprobadores de paridad. Ejercicios y Aplicaciones. Trabajo de Investigación. SEGUNDA PRÁCTICA CALIFICADA. Semana 07 Modalidad presencial Semana 05 Modalidad a Distancia FAMILIAS LÓGICAS DE CIRCUITOS INTEGRADOS: TECNOLOGÍAS Terminología digital IC. La Familia lógica TTL. Características de la serie TTL estándar. Otras series TTL. Otras características del TTL. La familia de circuitos integrados digitales ECL. La familia de circuitos IIL. Circuitos integrados digitales MOS. El MOSFET. Circuitos MOSFET Digitales. Lógica MOS complementaria (CMOS). Características de serie CMOS. Otras series CMOS. Lógica de estado triple (Tri - State). Ejercicios Prácticos y Aplicaciones. Definición y Caracterización de la terminología: LSI - MSI - VLSI - VVLSI. Semana 08 Modalidad presencial Ejercicios de Repaso - PRIMER EXAMEN PARCIAL Semana 09 Modalidad presencial Semana 05 Modalidad a distancia LABORATORIO No 3.- APLICANDO LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA CICLO V Página 9 de 12

10 Introducción - Diseñando un semisumador - El generador de palabras - El analizador lógico - Simulación del semisumador - Creando una macro: SEMISUMA - Diseño y simulación del sumado r. Ejercicios de aplicación varios Semana 10 Modalidad presencial Semana 06 Modalidad a distancia FLIP-FLOPS Y OTROS ELEMENTOS BÁSICOS DE MEMORIA Elemento Básico de Memoria - Flip Flop RS con puerta NOR - Flip Flop RS con puerta NAND - Flip Flops Síncronos - Señales de Reloj - Flip Flops: R-S, D, T, J-K en circuitos integrados. Ejercicios Prácticos y Aplicaciones. Semana 11 Modalidad presencial Semana 06 Modalidad a distancia LABORATORIO No 4.- EL POTENTE INSTRUMENTO " TABLA DE VERDAD" Descripción general - Conversión de un circuito digital a su tabla de verdad - Conversión de una tabla de verdad en ecuación - Carga directa de la tabla de verdad - Conversión de una ecuación booleana en tabla de verdad o Circuito digital. TERCERA PRÁCTICA CALIFICADA Semana 12 Modalidad presencial Semana 07 Modalidad a distancia REGISTROS Y CONTADORES: Almacenamiento y transferencia de la información digital - Tipos de registros de desplazamiento: Serie, Paralelo, Universal. Contadores en general - Contadores asíncronos - Contador asíncrono ascendente/descendente (UP/DOWN) - Contadores Síncronos - Contadores BCD - Contadores de módulo N - Contadores programables - Contadores para códigos distintos al Las Pilas (FIFO y LIFO). Ejercicios y Problemas. Semana 13 Modalidad presencial Semana 07 Modalidad a distancia LABORATORIO No 5.- PRESENTACIÓN Y SUSTENTACIÓN DE LOS EJERCICIOS DE SIMULACIÓN Semana 14 Modalidad presencial Semana 08 Modalidad a distancia DIAGRAMAS DE MAQUINAS ALGORÍTMICAS (ASM) Y MODELO DE MAQUINAS SECUENCIALES Sistemas combinacionales y secuenciales - Generalización del modelo de sistema secuencial - Clasificación de los sistemas secuenciales: Sistemas secuenciales asíncronos - Sistemas secuenciales Síncronos - Autómatas CICLO V Página 10 de 12

11 finitos: tipos fundamentales - Otros métodos de diseño de sistemas secuenciales: Método de los Multiplexores, Método del contador, Método sin codificación de estados, Método de la microprogramación con memoria PROM Diseño con PAL. Ejercicios y Problemas. CUARTA PRÁCTICA CALIFICADA Semana 15 Modalidad presencial Semana 08 Modalidad a distancia INTRODUCCIÓN A LOS COMPUTADORES DIGITALES: Fundamentos de la Informática - Evolución histórica - Soporte físico y soporte lógico (Hardware y Software) - Arquitectura General de un Computador Digital: Los Buses, La memoria principal, Unidad de Control, Unidad Aritmética y Lógica (ALU) - Módulos de Entrada y Salida (E/S) - Procesamiento de instrucciones en la máquina. Semana 16 Modalidad presencial Semana 09 Modalidad a distancia INTRODUCCIÓN A LOS MICROPROCESADORES Y DISEÑO CON MICROPROCESADORES Estructura de un sistema basado en microprocesadores - Las instrucciones de las máquinas programables - Ejemplos y Aplicaciones de Diseño con Microprocesadores. Revisión de trabajos de Investigación y/o Monográficos. Semana 17 EXAMEN FINAL Semana 18 EXAMEN SUSTITUTORIO VII. BIBLIOGRAFÍA Además de la bibliografía básica, la complementaria y la electrónica, el alumno tendrá acceso al uso del Internet para ampliar los temas de investigación y consulta que requiera. 1. BIBLIOGRAFÍA BÁSICA 1. SHIVA, SAJJAN G. Introducción al diseño lógico circuitos digitales. volumen 1. España, editorial trillas, 2000, 544p. 2. Juan Madrid Cisneros Diseño Lógico CICLO V Página 11 de 12

12 Dirección Universitaria de Educación a Distancia (DUED) Impreso en los Talleres gráficos de la UAP Editorial. UAP-FISI. Lima 2. BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA 1. TOCCI WIDMER. Sistemas digitales. volumen 8. México. editorial. Prentice hall, 2003, 912p. 2. MALIK, N. R.: Circuitos electrónicos. volumen 1. España, Prentice hall, 1998, 1150p. 3. EDMINISTER, JOSEPH A. Circuitos eléctricos y electrónicos. volumen 4. España, Mcgraw-hill, 2005, 467p. 4. POLLÁN, T.; Electrónica Digital, 3ª edición, España prensas Universitarias de Zaragoza, 2008, 552p. 5. ROTH, C.H. JR.; Fundamentos de diseño lógico, 5ª edición, International Thomson editores spain, España, p. 6. WAKERLY, J.F. Diseño digital: principios y prácticas, 3ª edición, Pearson educación, México, 2001, 725p. 7. GAJSKI, D.D.; principios de diseño digital, prentice hall iberia, madrid, españa p. 3. BIBLIOGRAFÍA ELECTRONICA GONZÁLEZ GÓMEZ JUAN: España, 2002, 175p. 3. TORRES VALLE JAVIER: g/vhdl/decrpciocd.pdf México, 2004, 30p. 4. CARRILLO G. TERESA: México, 2004, 41p. 5. SEDRA AND K. C. SMITH: México, 2006, 39p 6. UNIVERSIDAD DE ALCALA ma3.pdf México, 2006, 29p CICLO V Página 12 de 12