Estructura de Computadores Estructura y Tecnología de Computadores Curso 2009-2010 Presentación de la asignatura Área de Arquitectura y Tecnología de Computadores Escuela Superior de Informática de Ciudad Real 1
Profesorado Teoría Juan Carlos López, juancarlos.lopez@uclm.es, despacho 3.07. Inocente Sánchez, inocente.sanchez@uclm.es, 1.9. David de la Fuente, david.fuente@uclm.es, 3.14. Xavier del Toro, xavier.deltoro@uclm.es, 1.05.1. (Coordinador) Prácticas Francisco Moya, francisco.moya@uclm.es, 3.09. María José Santofimia, mariajose.santofimia@uclm.es, 3.05. Javier Ayllón, javier.ayllon@uclm.es, 1.05.1. Miguel Ángel Martínez, miguela.martinez@uclm.es, 1.05.1. David de la Fuente Xavier del Toro 2
Descripción básica 3
Dedicación 4
Objetivos Conocer la estructura de un computador y sus unidades funcionales. Conocer la programación a nivel bajo de un computador y los mecanismos de ejecución. Competencias Específicas (resumen): Comprender la arquitectura de la máquina von Neumann, sus principales unidades funcionales y los mecanismos de ejecución de las instrucciones. Conocer la problemática de la programación de bajo nivel y su influencia en el rendimiento de la ejecución del software sobre la máquina desnuda. Comprender la relación entre los mecanismos de entrada/salida y las prestaciones del sistema (ancho de banda, tasa de transferencia, ocupación de buses, etc.) Identificar los tipos principales de memoria en un computador, sus características de latencia y ancho de banda, y el efecto en las prestaciones del sistema. 5
Contenidos (I) Tema 1: Introducción. Programa de teoría de la asignatura: temas. Qué es un computador? Descripción funcional: arquitectura de von Neumann. Origen y evolución histórica de los computadores. Parámetros característicos de los computadores. Tema 2: Lenguaje Máquina. Arquitectura y repertorio de instrucciones (Instruction Set Architecture, ISA). Formato Instrucciones. Modos de direccionamiento. Tipos de instrucción. Arquitecturas RISC y CISC (Reduced Instruction Set Computer - Complex I.S.C.). Formato y repertorio de instrucciones del ARM (Advanced RISC Machines). 6
Contenidos (II) Tema 3: Lenguaje Ensamblador. Ensamblador, montador y cargador. Formato de una sentencia en lenguaje ensamblador. Instrucciones y directivas. Macros y subrutinas. Lenguajes de alto nivel y compiladores. Interfaz binario de aplicación (ABI, Application Binary Interface ) y convenio de llamadas a procedimientos. Tema 4: Ruta de datos y Unidad de Control Descripción de la ruta de datos. Funciones de la Unidad de Control. Fases de ejecución de una instrucción. Microinstrucciones y señales de control. Diseño de la Unidad de Control: cableada o microprogramada. 7
Contenidos (III) Tema 5: Unidad Aritmético-Lógica (ALU) Representación de la información. Operaciones aritméticas básicas. Multiplicación. División. Coma flotante y técnicas de redondeo. Tema 6: Sistema de Entrada-Salida Buses. Módulos de entrada-salida. Modos de entrada-salida: por programa, interrupciones y acceso directo (DMA). Tema 7: Memoria Tecnología y características de la memoria. Jerarquía de memorias. Mapa de memoria: diseño. 8
Programa de prácticas Las prácticas empiezan la segunda semana de curso. Nintendo DS Lite como plataforma. Toda la documentación relacionada se encontrará disponible en el espacio virtual de la asignatura. Los alumnos deben apuntarse a los grupos a través del formulario del espacio virtual de la asignatura. Los grupos G2 Viernes de 17:30 a 19:30 y G6 Miércoles de 8:30 a 10:30 será impartido en inglés. Se valorará de forma positiva para la evaluación final de las prácticas. Dudas consultar a: mariajose.santofimia@uclm.es xavier.deltoro@uclm.es 9
Preguntas frecuentes P. Es obligatorio asistir a clases de teoría y prácticas? R. No. Salvo las fechas en las que se realicen pruebas para la evaluación de la asignatura. P. Se me guarda la nota de años anteriores? R. No. Como establece la guía docente, no se guardan las notas de un año para otro. Sí se guardan las notas de Mayo-Junio (convocatoria ordinaria) para Julio (convocatoria extraordinaria). P. Se va a guardar la nota de prácticas para próximos años a los repetidores? R. La Guía Docente que se publica cada curso lo establecerá. Es previsible que el curso próximo entre en vigor un nuevo Plan de Estudios con lo que todavía no está decidido lo que ocurrirá P. Pasa algo si voy a otro grupo que no sea el mío de teoría? R. No. Se da lo mismo en todos los grupos y se evalúa de manera idéntica. 10
Evaluación (I) Primer examen parcial (Temas 1, 2, 3 y 4): Semana 8 (aprox. 22-26 Marzo) Segundo examen parcial (Temas 5, 6 y 7): Semana 14 (aprox. 3-7 Mayo) Examen final oficial (todo el temario): 1,5 puntos 1,5 puntos 4,0 puntos Proyecto de laboratorio: 3,0 puntos Se necesita un mínimo de 1,5 puntos para aprobar la asignatura. Se debe realizar un cuestionario de prácticas en el examen final. Menos de 5 puntos: No se corrige el proyecto. Más de 8 puntos: Se bonifica la nota del proyecto 11
Evaluación (II) Examen extraordinario Julio (Temario completo): 7,0 puntos Proyecto de laboratorio extraordinario: 3,0 puntos Se necesita un mínimo de 1,5 puntos para aprobar la asignatura. Se debe realizar un cuestionario de prácticas en el examen extraordinario. Menos de 5 puntos: No se corrige el proyecto. Más de 8 puntos: Se bonifica la nota del proyecto CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA: Examen de 7 puntos en la fecha oficial y, en caso de que no se quiera mantener la nota de prácticas de la convocatoria ordinaria, un nuevo proyecto de prácticas de 3 puntos a entregar en fecha establecida 12
Bibliografía básica Angulo, J.M., García, J., y Angulo, I., Fundamentos y Estructura de Computadores, Thomson, 2003. Stallings, W. Organización y Arquitectura de Computadores, Prentice Hall, 2000. De Miguel Anasagasti, P., Fundamentos de los Computadores, Thomson, 2004. Patterson, D.A., Hennessy, J.L., Estructura y Diseño de Computadores, Reverté, 2000. (Traducción de la 2ª edición en inglés). Otros recursos: Lecturas complementarias en Campus Virtual. A. Cañas. Directorio de arquitectura de computadores: http://atc.ugr.es/~acanas/arquitectura.html Sitio de OpenSparc: http://www.opensparc.net 13