Programa de la asignatura

Arquitectura de Computadoras

12 Créditos

Objetivos generales

• Capacitar al estudiante para que maneje los conceptos básicos de la arquitectura de computadoras, partiendo de los bloques constructivos elementales del microprocesador, y presentando las opciones de diseño teóricas.

• Capacitar al estudiante para que comprenda la arquitectura de sistemas y computadoras, tomando como base el modelo clásico de Von Neumann y estudiando implementaciones disponibles comercialmente, a través de una visión desde su lenguaje de máquina.

• Introducir al estudiante en temas de arquitecturas avanzadas.

Objetivos Particulares:

• Que el estudiante adquiera los conocimientos en que se fundamenta la Arquitectura de Computadoras, como por ejemplo los sistemas de numeración.

• Que el estudiante conozca los bloques básicos de construcción de sistemas combinatorios y secuenciales, los conceptos de memoria y máquina de estados que permiten la constitución de una máquina lógica universal.

• Que el estudiante pueda diseñar rutinas de atención a los periféricos de un computador, con énfasis en eventos de tiempo real.

• Que el estudiante conozca y comprenda ejemplos de implementaciones concretas de procesadores y computadoras que sean paradigmáticas en sus opciones de diseño, como ser ejemplos de computadoras CISC y RISC.

• Que el estudiante conozca algunos aspectos avanzados de la arquitectura, tales como el pipeline, los sistemas de memoria caché, y los microprocesadores superescalares.

La asignatura es dictada a través de 5 horas de clases teóricas y 2 horas de clases prácticas semanales. También implica trabajos de monografía y/o laboratorio equivalentes a 1 hora semanal adicional.

• Representación interna de datos y sistemas de numeración.

• Funciones y compuertas lógicas.

• Análisis y síntesis de sistemas lógicos combinatorios.

• Elementos de memoria.

• Máquina de estados.

• Análisis y síntesis de sistemas lógicos secuenciales.

• Arquitectura del computador Von Neuman y Harvard.

• Diseño de microprocesadores.

• Microprocesador: la unidad de control.

• Microprocesador: memoria, buses, periféricos, controladores de E/S.

• Interrupciones.

• Microprocesador: pipeline y aspectos avanzados.

• Arquitecturas comerciales: ejemplo de CISC/RISC.

• Lenguaje de Máquina y Ensambladores.

• Programación de bajo nivel: estructuras de datos, pasaje de parámetros, recursividad.

• Jerarquía de memoria.

• Microprocesadores superescalares.

Computer Organization and Architecture: Designing for Performance, 8/E. William Stallings, Prentice Hall, 2010. ISBN-10: 0136073735, ISBN-13: 9780136073734.

Structured Computer Organization, 5/E. Andrew S. Tanenbaum, Prentice Hall, 2006. ISBN-10: 0131485210, ISBN-13: 9780131485211.

Computer System Architecture, 3/E. M. Morris Mano, Prentice Hall, 1993. ISBN-10: 0131755633, ISBN-13: 9780131755635.

Notas del curso.

La asignatura requiere de conocimientos básicos de lógica y programación, así como de la terminología habitual en informática. Se requiere que el estudiante posea conocimientos previos que le permitan entender y elaborar modelos de la realidad.

Cronograma tentativo

• Introducción (2.5hs)

• Códigos y Errores, Representación Interna de Datos, Álgebra de Boole (10hs)

• Circuitos Combinatorios, Memorias ROMs (3.75hs)

• Flip Flops, Contadores (2.5hs)

• Memoria RAM (1.25hs)

• Maquinas de Estado (2.5hs)

• Circuitos Secuenciales (5hs)

• Arquitectura von Neumann / Harvard (2.5hs)

• Introducción a Procesadores, Ciclos de instrucción, Interrupciones, Buses y Entrada/Salida (2.5hs)

• Registros, Modos de direccionamiento, Formato de datos (2.5hs)

• Unidad de control, control cableado y microprogramado (2.5hs)

• Interrupciones, Ejemplos (7.5hs)

• Pipeline. Hazards. Predicción de saltos (2.5hs)

• Arq. Ejemplo (7.5hs)

• Jerarquía de memoria (2.5hs)

• Superescalares (2.5hs)

Modalidad del curso
y procedimiento de
evaluación

La asignatura se evaluará por medio de trabajos de laboratorio y/o monografías de carácter eliminatorio (al menos un trabajo y/o monografía) y pruebas parciales (al menos una).

Se presenta a continuación el esquema de evaluación:

• Ganancia del derecho a examen: El estudiante debe aprobar los trabajos de laboratorio y/o monografías de carácter eliminatorio, y alcanzar el 25% del puntaje de las pruebas parciales.

• Exoneración parcial: El estudiante debe aprobar los trabajos de laboratorio y/o monografías de carácter eliminatorio y alcanzar el 60% del puntaje de las pruebas parciales. De esta forma el estudiante exonerará parcialmente el examen dentro del período comprendido entre la aprobación del curso y el dictado de un nuevo curso el año siguiente. En la práctica, el estudiante que obtenga la exoneración parcial podrá aprobar el examen realizando solamente ejercicios prácticos.

Materia

Arquitectura, Sistemas Operativos y Redes de Computadoras.

Previaturas

Las previas son: Cálculo 1 (examen-curso), Matemática Discreta 1 (curso-curso), Lógica (curso-curso), Programación 1 (examen-curso), Programación 2 (curso-curso).

Cupo

No tiene.