UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL, DE SISTEMAS Y DE ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE SISTEMAS
SYLLABUS DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS
I. DATOS INFORMATIVOS 1.1 ASIGNATURA : ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS 1.2 CÓDIGO : IS-461 1.3 CICLO DE ESTUDIOS : VIII 1.4 SEMESTRE : 2012 - I 1.4 DURACIÓN : 17 SEMANAS 1.5 CARGA HORARIA : HT = 03 HP= 02 1.6 NÚMERO DE CRÉDITOS : 04 1.7 PRE REQUISITO : SISTEMAS DIGITALES 1.8 DOCENTE : I.S. JOSE RAMON SANDOVAL JIMENEZ
II. SUMILLA El curso brinda a los alumnos un conocimiento conocimiento acerca de la arquitectura arquitectura y organización de computadoras. El contenido abarca aspectos referentes a: los buses de direcciones, de control y de datos, la utilización por parte del procesador de los registros de desplazamiento, la memoria los diferentes tipos de direccionamiento, conversión analógico-digital y digital-analógica, los microprocesadores, rendimiento de las computadoras, las arquitecturas de Von Neumann y Harvard y las arquitecturas paralelas.
III. OBJETIVOS 3.1. 3.1.
OBJETIVOS GENERALES:
Conocer el diseño e implementación de la arquitectura funcional de un computador.
Analizar, evaluar y adaptar las nuevas técnicas de arquitectura de computadoras, a fin de obtener mejor desempeño d esempeño de un computador.
Conocer los cálculos necesarios para determinar el rendimiento de una computadora.
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IV. PROGRAMACIÓN ACADÉMICA PRIMERA UNIDAD : Conceptos básicos. El computador: Buses, Memoria y E-S. Duración: 08 Semanas. Objetivos Específicos :
Diferenciar los conceptos de arquitectura y organización de computadoras. Conocer los principales enfoques utilizados para describir una computadora. Determinar la importancia de la arquitectura y organización de computadoras en la carrera de ingeniería de sistemas Determinar la mejor opción de la utilización de un sistema RAID en una computadora. Conocer las técnicas que utiliza el computador para interconectar dispositivos periféricos.
SEMANA
CONTENIDO
01
02 – 03
04
05
Buses. Componentes del computador. Funcionamiento del computador. Estructuras de interconexión. Interconexión de buses Memoria interna. Conceptos básicos sobre sistemas de memoria de computadoras. Memoria principal semiconductora. Memoria caché
Primera práctica calificada
06
07
08
Conceptos básicos de la arquitectura de computadoras: hardware, software, enlace de comunicaciones. Diferencia entre organización y arquitectura de computadoras Enfoques: de Sistemas (Stallings) y estructurado (Tanenbaum) Clasificación de las computadoras. Evolución de las arquitecturas de computadoras Diseño para conseguir mejores prestaciones Rendimiento del procesador. MIPS. FLOPS. Ley de Amdahl
Memoria: modos de direccionamiento. Direccionamiento inmediato, directo, indirecto, relativo, relativo al registro contador de programa, direccionamiento de la memoria con registros adicionales, mediante registro, indexado, relativo a registro base, por combinación. Direccionamiento paginado y segmentado. Memoria Externa. Discos magnéticos. RAID. Memoria óptica. Cinta magnética Entrada-Salida. Dispositivos externos. Módulos de e/s. E/S programada. E/S mediante interrupciones. Acceso directo a memoria (DMA). Canales y procesadores de e/s.
PRIMER PARCIAL
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SEGUNDA UNIDAD : Unidad Central de Procesamiento. Lenguaje Ensamblador. Unidad de Control Duración: 08 Semanas. Objetivos Específicos :
Utilizar las técnicas y herramientas para representar los números enteros de punto fijo y números en punto flotante (IEEE 754) Utilizar un lenguaje de bajo nivel (ensamblador) para optimizar programas. Caracterizar la unidad de control Diferenciar entre control cableado y microprogramado. Caracterizar las arquitecturas CISC y RISC en la actual arquitectura de computadoras. Determinar la organización paralela
SEMANA
CONTENIDO
09 – 10
10
11 12
Componentes de un sistema de computación. Descripción de procesador y microprocesador Aritmética del procesador. La unidad aritmético-lógica (ALU). Representación de enteros. Aritmética con enteros. Representación en coma flotante. Aritmética en coma flotante. Aritmética en coma flotante. Registros de desplazamiento. Lenguaje ensamblador. Instrucciones, funcionamiento. Operadores y operandos. Conversión analógica-digital y digital-analógica
características
y
Arquitectura CISC y RISC. Organización paralela. Organización con varios procesadores. Multiprocesadores simétricos. Coherencia de caché y protocolo MESI. “Clústers”. Acceso no uniforme a memoria.
13
Segunda práctica calificada
14
15
16
Investigación: computación molecular y cuántica.
Unidad de control. Microoperaciones. Control del procesador. Control microprogramado. Secuenciamiento de las microinstrucciones. Ejecución de las microinstrucciones.
Cuarta práctica calificada. Exposición de Trabajos Finales SEGUNDO EXAMEN PARCIAL EXAMEN SUSTITUTORIO
16 17
V. METODOLOGÍA La parte práctica de la cátedra se desarrollará a través de diferentes proyectos de programación de software para el nivel operativo a cargo del profesor del curso.
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El alumno desarrollará la codificación de aplicaciones de software de acuerdo al tema y al enfoque de programación tratado.
VI. EVALUACIÓN 6.1REQUISITOS DE APROBACIÓN: Aprobará el curso el alumno que alcance Nota Promocional (NP) 10.5 ó mayor. El alumno que no asista a un 30% del total de clases programadas se considerará no apto para ser promocionado. 6.2CRITERIOS Y PROCEDIMIENTOS DE LA EVALUACIÓN DEL APRENDIZAJE
sistema de calificación es vigesimal (0-20) para todos los instrumentos de evaluación. La no rendición de una evaluación escrita y/o examen es calificada con nota cero. El sistema de evaluación será el siguiente: PPC: Promedio de Practicas TR: Trabajo Final EP: Examen Parcial EF: Examen Final TOTAL
25% 15% 30% 30% 100%
La nota final del curso será: Prom. Promocional = PPC*0.25 + TR*0.15 + EP*0.30 + EF*0.30
El alumno aprueba el curso aprueba el curso si tiene nota promocional > 10.5. Las asistencias de las clases son obligatorias. Mas del 30% de inasistencias a las clases INHABILITAN al alumno. El Examen Sustitutorio remplazará a la nota mas baja de los exámenes de unidad.
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VII. BIBLIOGRAFÍA [01] ORGANIZACIÓN DE LAS COMPUTADORAS Un Enfoque Estructurado ANDREW TANENBAUM 5ª edición. Prentice-Hall. 2006 [02] ORGANIZACIÓN Y ARQUITECTURA DE LAS COMPUTADORAS Diseño para optimizar prestaciones. WILLIAM STALLINGS 8va edición. Edit. Prentice-Hall. 2010 [03] LOS MICROPROCESADORES DE INTEL BREY B. BARRY 7ma Edición [04] LENGUAJE ENSAMBLADOR PARA MICROCOMPUTADORAS IBM GODFREY, J. TERRY Edit. Prentice-Hall. 2a Edición [05] ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS ALCALDE, EDUARDO [06] Arquitectura de Computadores M. Morris Mano Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. [07] Organización de Computadoras, un Enfoque Estructurado Tanembau, Andrew S. Prentice Hall Hispanoamericana, 3ra Edición. México, 2002 [08] Organización y Diseño de Computadoras Patterson, David A. Hennessy. Mc. Graw Hill, 2da Edición. España, 1999 General:
Stallings, William - Organización y Arquitectura de Computadoras - 5° Ed. Prentice Hall. España, 2000. Año 2000. I.S.B.N. 842052993 1. Tanenbaum, A. Organización de computadoras. Ed. Prentice Hall (4ta. Edición). 2000.I.S.N.N 9701703995. Martínez G. J.: Olivera J.A. - Organización y Arquitectura de Computadoras - 1° Ed. -Pearson Educación - Año 20OO.
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Murdocca, Miles J. - Principios de arquitectura de computadoras - 1° Ed. Prentice Hall - Año 2002 . Alcalde et al., Arquitectura de Ordenadores. Serie: Informática de Gestión. Ed. Mc. Gaw Hill. España. 1991.
Especifica:
Ginzburg, M. Periféricos y redes locales, Editorial GINZBURG. Edición 1999. ISBN 9874304367 Ginzburg. M. La PC por dentro, modelo de funcionamiento. Biblioteca Técnica Superior. Buenos Aires. 1996. I.S.B.N. 950437252. Martinez Tomas R Lenguajes ensambladores. Editorial paraninfo. Edición 1993. ISBN 8428318018
