SILABO DEL CURSO ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS (Período )

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1 UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE Facultad de ingeniería I. DATOS GENERALES SILABO DEL CURSO ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS (Período ) 1.1 Carrera : Ingeniería de Sistemas 1.2 Tipo de curso : Obligatorio 1.3 Ciclo : VI 1.4 Créditos : Extensión horaria : Teoría (4 horas), Práctica/laboratorio (2 horas) 1.6 Duración : 18 semanas 1.7 Prerrequisito : Electrónica Digital + Lenguaje de Programación 1.8 Profesor : Mag. José Soriano Alva II. DESCRIPCIÓN DEL CURSO Este curso está orientado al estudio de sistemas conducidos por computadores de propósito general y de arquitectura clásica. En la primera unidad, se ofrece una visión sobre la evolución de los computadores por efecto de los cambios de tecnologías. y describe la estratificación como modelo para el desarrollo de sistemas complejos. La segunda unidad, trata sobre los principales modos de operación y explotación de los computadores. La tercera, presenta los objetivos y fundamentos que deben guiar el diseño de los modernos sistemas de ingeniería basados en computador, así como las principales estrategias para mejorar su rendimiento. La unidad cuatro, estudia las estructuras jerarquizadas, estándares de interconexión, organización de memoria y de E/S, así como técnicas para la interacción y administración de recursos. Finalmente, en la quinta unidad, se proporciona al alumno herramientas formales para predecir el comportamiento de los sistemas. III. OBJETIVOS 3.1 Conocimientos - Conocer los objetivos, fundamentos y aspectos tecnológicos considerados en el diseño de computadores. - Dimensionar y establecer la estructura jerarquizada para sistemas basados en computador. - Conocer los estándares, técnicas y procedimientos para la interconexión de las unidades. - Conocer las estrategias que permiten mejorar el rendimiento de los sistemas. - Conocer las técnicas para la interacción y administración de las unidades del sistema, así c o- mo los criterios para su elección y utilización. - Conocer alternativas tecnológicas y características relevantes de periféricos importantes. - Conocer herramientas formales para predecir el comportamiento de los sistemas.

2 ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS Conocer características importantes y componentes de los sistemas de comunicación de datos. 3.2 Habilidades - Dimensionar el equipamiento de sistemas informáticos de acuerdo a requerimientos de servicios y niveles de rendimiento. - Establecer la configuración, distribución y métodos de interacción, apropiados para determinado sistema informático. - Efectuar análisis de conveniencia de unidades para un sistema, según rendimiento y costo. - Estimar las posibilidades y limitaciones de los sistemas, analizando la estructura y organización adoptadas. - Estimar el rendimiento global de los sistemas o de algunas de sus unidades. 3.3 Actitudes - Apreciar la importancia de los computadores dentro de sistemas de ingeniería. - Abordar los sistemas mediante modelos estratificados, encapsulando el hardware y efectuando abstracciones para facilitar su entendimiento y manejo. - Asumir sin dificultad tareas que involucren el manejo directo de recursos de la máquina, para el desarrollo de software del sistema o desde programas de aplicación. - Explotar características especiales instaladas en los computadores comerciales, para implantar formas de procesamiento más eficientes. - Hacer uso de metodologías para evaluar el rendimiento de los sistemas o de sus unidades. IV. PROGRAMACIÓN ACADÉMICA Unidad 1 :- ASPECTOS GENERALES DE LOS COMPUTADORES DE ARQUITECTURA CLASICA Sistema basado en computadora (SBC). Objetivos. Clases de procesos Arquitectura de computadoras. Arquitectura Von Newmann Evolución de los computadores. Efectos del cambio de tecnologías Componentes HW y SW de un SBC :- Estado actual. Tendencia de costos. Fases del ciclo de vida. Deterioro y de mantenimiento Modelo jerárquico de un SBC :- Estratificación. Objetivos, ventajas Niveles de equipamiento de los sistemas distribuidos. Categorías de las computadoras digitales. Características. Tendencia. Unidad 2 : MODOS DE OPERACIÓN Y EXPLOTACIÓN DE LOS SISTEMAS BASADOS EN COMPUTADORA Máquina virtual :- Componentes. Utilidad. Funciones Clases de procesamiento. Clasificación de los sistemas operativos. Modos de explotación de los SBC. Casos de estudio : Sistemas transaccionales, interactivos. Unidad 3 : FUNDAMENTOS DE DISEÑO DE LOS COMPUTADORES Objetivos. Parámetros característicos. Unidades de rendimiento. Potencia de un computador Principios de diseño. Técnicas para mejorar el rendimiento. Casos de estudio : Análisis para elección de unidades según la relación rendimie n-

3 ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS to/costo Capacidad del computador :- Evaluación de carga de trabajo. Unidad de trabajo estándar Seguridad de un sistema:- Factor de seguridad. Estimación de la disponibilidad. Casos de estudio : Equilibrio entre protección de la información, velocidad y costo. Unidad 4 : ORGANIZACIÓN Y TECNOLOGÍAS DE SISTEMAS BASADOS EN COMPUTADORAS Requerimientos funcionales de un sistema. Criterios para equilibrar HW/SW Interconexión de unidades :- Propiedades. Sistemas abiertos y cerrados. Jerarquía. Especificaciones. Estándares. Casos de estudio : Secuencias para las transferencias síncronas y asíncronas, a partir de especificaciones de los fabricantes Organización de la memoria :- Requerimientos. Jerarquía. Optimización tiempo y espacio. Casos de estudio : Dimensionamiento y evaluación del rendimiento de sistemas de memoria, para máquinas de propósito general y de propósito específico Organización de entradas/salidas :- Funciones de una unidad E/S. Métodos de control de las transferencias. Métodos de sincronización. Requerimientos y criterios para la elección del método apropiado. Casos de estudio : Aplicación de técnicas de control de transferencia en la implementación de programas manejadores de dispositivos E/S Evaluación del rendimiento de subsistemas de E/S Equipos terminales :- categorías básicas. Características. Configuraciones típicas. Modos de conexión. Unidad 5 : PREDICCIÓN DEL COMPORTAMIENTO DE LOS SISTEMAS Alternativas para la estimación de parámetros para el análisis y diseño. Ventajas y limitaciones Tipos de procesos y los modelos de colas Introducción al diseño de modelos con colas de un solo paso y con redes de colas Factores de la red de comunicaciones que afectan el rendimiento de los sistemas transaccionales e interactivos. Componentes del tiempo de respuesta. Caso de estudio : Estimación de parámetros para un sistema real mediante un modelo de colas y mediante un programa de simulación. Comparación. V. ESTRATEGIAS INSTRUCCIONALES 5.1 Para alcanzar los objetivos cognoscitivos : Se proporcionará al estudiante indicaciones, motivaciones, y algunas veces también guías o separatas que le permitan investigar y familiarizarse con el tema a ser estudiado. Presentación y/o ampliación del tema a través de exposición, haciendo uso de medios audiovisuales. Se realizarán algunas veces demostraciones de módulos, unidades de hardware y programas, para ilustrar conceptos o aspectos importantes. Complementar los conocimientos presentados en clase, mediante la lectura bibliográfica en casa.

4 ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS Para lograr las habilidades : Serán propuestos problemas y ejercicios que deben ser resueltos en casa. Se dejarán trabajos que conduzca al alumnos a realizar labores de diseño, análisis e implementación a través de experiencias de laboratorio. 5.3 Las actitudes se esperan formar mediante exposiciones u observaciones del alumno; también mediante el debate sobre alternativas de solución a problemas, sus ventajas y restricciones, tomando para el análisis casos reales y prácticos. VI. EVALUACIÓN Durante el ciclo el alumno rendirá cuatro prácticas calificadas, deberá desarrollar cuatro trabajos de laboratorio, un examen parcial (EP) y un examen final (EF). La nota final del curso será obtenida de la siguiente fórmula : Nota_final = 0.4(PPC) + 0.1(PTL) + 0.2(EP) + 0.3(EF) en donde : PPC = Promedio de las cuatro prácticas calificadas. PTL = Promedio de trabajos de laboratorio. El alumno que resultara desaprobado podrá someterse a un "examen de recuperación" para sustituir la nota del "examen final", "examen parcial", o a la de una "práctica calificada" a la que no haya asistido para ser evaluado. Cada uno de los trabajos de laboratorio podrá ser desarrollado en grupo, debiendo cada grupo estar conformado por no más de cuatro alumnos. VII. BIBLIOGRAFÍA 1) Organización y Arquitectura de Computadoras" Autor : Stallings. Editorial : MegaByte 2) "Computer Architecture : A Modern Synthesis". Volumen 1 y volumen 2. Autor : Dasgupta S. Editorial : John Wiley & Sons 3) "Introduction to Computer Architecture and Organization" Autor : Lorin H. Editorial : John Wiley & Sons 4) Arquitectura de Computadoras" Autor : Morris Mano Editorial : Prentice Hall 5) Arquitectura de computadoras " Autor : Alcalde Editorial : McGraw Hill 6) Sistemas Operativos" Autor : Andrew Tanenbaum Editorial : Prentice Hall 7) Sistemas Operativos" Autor : Milan Milenkovic

5 ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS Editorial : Mc Graw Hill Trujillo, marzo del 2000.