Estructura de Computadores
Código: 102774 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso | Semestre |
|---|---|---|---|
| 2502441 Ingeniería Informática | OB | 2 | 1 |
Contacto
- Nombre:
- Tomás Manuel Margalef Burrull
- Correo electrónico:
- tomas.margalef@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consutarlo a través de este enlace. Para consultar el idioma necesitará introducir el CÓDIGO de la asignatura. Tenga en cuenta que la información es provisional hasta el 30 de noviembre del 2023.
Equipo docente
- Gemma Sanjuan Gomez
- August Arnal Rus
- Anna Barbara Sikora
Prerrequisitos
Aunque no hay prerrequisitos formalmente establecidos, es indispensable un buen conocimiento del funcionamiento básico de un computador y un cierto conocimiento de sus unidades funcionales. (Fundamentos de computadores y Fundamentos de Informática).
Objetivos y contextualización
El objetivo de esta asignatura es conocer el funcionamiento de un computador, desde el punto de vista del repertorio de instrucciones, y aprender el funcionamiento de los subsistemas de Entrada/Salida y memoria.
Los conceptos teóricos sobre el repertorio de instrucciones se refuerzan con las sesiones de prácticas en las que los alumnos aprenden a programar en lenguaje ensamblador.
Todos los componentes descritos en esta asignatura deben permitir al alumno comprender el funcionamiento de un computador convencional y hasta cierto punto ser capaz de realizar un diseño sencillo.
Competencias
- Actitud personal.
- Capacidad de conocer, comprender y evaluar la estructura y arquitectura de los computadores, así como los componentes básicos que los conforman.
- Capacidad para concebir y desarrollar sistemas o arquitecturas informáticas centralizadas o distribuidas integrando hardware, software y redes.
- Capacidad para diseñar y evaluar interfaces persona computador que garanticen la accesibilidad y usabilidad a los sistemas, servicios y aplicaciones informáticas.
- Capacidad para diseñar, desarrollar, evaluar y asegurar la accesibilidad, ergonomía, usabilidad y seguridad de los sistemas, servicios y aplicaciones informáticas, así como de la información que gestionan.
- Capacidad para diseñar, desarrollar, seleccionar y evaluar aplicaciones y sistemas informáticos, asegurando su fiabilidad, seguridad y calidad, conforme a principios éticos y a la legislación y normativa vigente.
- Conocimiento y aplicación de los principios fundamentales y técnicas básicas de la programación paralela, concurrente, distribuida y de tiempo real.
- Conocimiento, administración y mantenimiento sistemas, servicios y aplicaciones informáticas.
Resultados de aprendizaje
- Analizar y entender la traslación que hace el compilador del código fuente original para generar el código binario ejecutable.
- Conocer y aplicar los esquemas de diseño en sistemas informáticos integrando hardware, software y redes de computadores.
- Conocer y aplicar los principios fundamentales y técnicas básicas de la programación paralela y de tiempo real.
- Conocer, administrar y mantener sistemas Informáticos desde el punto de vista hardware.
- Diseñar interfaces hombre-máquina mediante la utilización de diseños centrados en el usuario.
- Diseñar un computador convencional sencillo.
- Diseñar y evaluar interfaces hardware persona computador que garanticen la accesibilidad y usabilidad a los sistemas, servicios y aplicaciones informáticas.
- Diseñar, desarrollar, seleccionar y evaluar sistemas informáticos, asegurando su fiabilidad, seguridad y calidad.
- Entender el lenguaje ensamblador para depurar errores en el código fuente y para detectar problemas de rendimiento.
- Generar propuestas innovadoras y competitivas en la actividad profesional.
- Identificar la arquitectura de un computador convencional, analizando en detalle los diferentes bloques funcionales de que consta.
- Identificar los requerimientos de accesibilidad, ergonomía y seguridad en los sistemas de computadores.
Contenido
1. Estructura del computador
2. El Procesador
Repertorio de instrucciones. Tipo de instrucciones. Modos de direccionamiento. Formato de las instrucciones. Camino de datos. Unidad de control cableada. Unidad de control microprogramada.
3. El sistema de memoria
Organización del sistema de memoria. Memoria estática y dinámica. Caché. Memoria virtual.
4. Entrada/Salida y buses
Módulo de Entrada/Salida. Entrada / Salida programada. Interrupciones. Acceso Directo a Memoria. Buses.
Metodología
1.- Clases magistrales: Los conocimientos propios de la asignatura se expondrán en forma de clases magistrales. En ellas se mostrarán al alumno los conceptos básicos expuestos en el temario de la asignatura y claras indicaciones de cómo completar y profundizar estos contenidos. Las clases magistrales, a pesar de ser principalmente una explicación por parte del profesor, serán participativas para el alumno dándole la oportunidad de preguntar aquellos puntos que no acabe de comprender y se les plantearán constantemente preguntas y problemas para comprobar la buena comprensión de la materia expuesta.
2.- Seminarios: La misión de los seminarios es doble. Por un lado se trabajarán los conocimientos científico-técnicos expuestos en las clases magistrales para completar su comprensión y profundizarlos. Para ello se desarrollarán actividades diversas, desde la típica resolución de problemas hasta la discusión de casos prácticos. Se implementarán metodologías de aprendizaje y resolución de problemas cooperativo. Por otra parte, los seminarios serán el foro natural en el que discutir en común el desarrollo del trabajo práctico, aportando los conocimientos que le faltan al estudiante para llevarlo adelante, o indicándole donde puede adquirirlos. La misión de los seminarios es hacer de puente entre las clases magistrales y el trabajo práctico, que promoverá la capacidad de análisis y síntesis, el razonamiento crítico, y que entrenará al estudiante en la resolución de problemas.
3.- Practicum: Al comienzo del curso el alumno recibirá un dossier con el trabajo práctico que deberá desarrollar durante el curso. Este trabajo práctico se basa en el diseño y programación de programas en ensamblador que permitan comprender el funcionamiento deun computador y aprender los mecanismos del subsistema de Entrada / Salida. Las prácticas se desarrollarán en grupos de tres alumnos. El practicum incluye 6 sesiones en el laboratorio, de 2 horas de duración, donde realizará la implementación y depuración de los programas. Antes de cada sesión el alumno deberá realizar un trabajo de preparación de la sesión y deberá mostrar al profesor para poder empezar su trabajo en el laboratorio. El alumno entregará un portafolio del practicum en terminar este que, por razones de capacidad docente, sólo se corregirá en el caso de alumnos cuya calificación sea dudosa.
Este planteamiento del trabajo está orientado a promover un aprendizaje activo y desarrollar las competencias de capacidad de organización y planificación, comunicación oral y escrita, trabajo en equipo y razonamiento crítico. La calidad del proyecto realizado, de su presentación y de su funcionamiento se valorará especialmente.
Durante las clases de teoría y seminarios de problemas no se pueden hacer fotos ni grabaciones sin el consentimiento por parte del profesor.
La plataforma para la comunicación virtual utilizada a lo largo del assignautra será el Campus Virtual - Moodle de la UAB.
COMPETENCIAS TRANSVERSALES
Las competencias transversales serán trabajadas y evaluadas en varios momentos a lo largo del curso. concretamente:
T06.03 Generar propuestas innovadoras y competitivas en la actividad profesional: Enlas sesiones de laboratorio los alumnos llevarán a cabo un trabajo práctico y se analizarán las soluciones propuestas para resolver los problemas planteados.
En el caso que la docència no pueda impartirse de forma presencial, se llevará a cabo de forma "telepresencial". Es decir, con sesiones síncronas de teoría, problemas y prácticas.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Actividades
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases teóricas | 20 | 0,8 | 6, 8, 11 |
| Laboratorio | 9 | 0,36 | 1, 2, 4, 7, 9, 10 |
| Problemas | 6 | 0,24 | 2, 3, 8, 12, 11 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio | 100 | 4 | 3, 6, 8, 11 |
Evaluación
Proceso y actividades de evaluación
El objetivo del proceso de evaluación es verificar que el alumnado ha adquirido los conocimientos y habilidades definidos en los objetivos de la asignatura, así como las competencias.
La evaluación se llevará a cabo en base al grado de implicación en los seminarios, los conocimientos científico-técnicos de la materia alcanzados por el alumnado y en el trabajo práctico desarrollado por el alumnado en grupos de 3 personas en las sesiones de laboratorio.
Para realizar esta evaluación se cuenta con los siguientes instrumentos:
- La valoración del trabajo en las sesiones de Seminarios, que incluirá la entrega de un trabajo en cada sesión.
- Una serie de controles realizados a lo largo del curso, de forma individual, para valorar adecuadamente el grado de conocimiento adquirido por el alumnado.
- La valoración del trabajo del alumnado en el laboratorio, así como la de la documentación entregada de su trabajo práctico y la prueba individual de validación correspondiente.
Nota final = Nota media seminarios * (0,2) + Nota media Controles * (0,5) + Nota Prácticas * (0,3)
- Seminarios de problemas
Nota media seminarios = > Se considerarán las 5 mejores calificaciones obtenidas en los 6 seminarios. Cada seminario considerado tendrá una ponderación de 0,2 en la calificación final de seminarios.
Los seminarios se realizarán en equipos de 3 personas (siempre los mismos equipos). En el caso excepcional de no poder asistir a un seminario por causa de fuerza mayor se podrá contemplar la posibilidad de conectarse con el equipo por Teams y participar en la resolución del seminario para que se pueda contarse la asistencia.
Los seminarios no se pueden recuperar ni realizar en días diferentes de lo establecido en el calendario.
- Controles
Nota media controles = Rep. Instruc. * (0,3) + Memoria * (0,45) + Entrada/Salida * (0,25)
Nota media mínima de controles: 5 puntos
Nota mínima de cada control para poder promediar: 2 puntos
Los controles se llevarán a cabo de forma presencial en un único turno de 15:00 a 17:00 para todos los grupos.
El alumnado que no supere la parte de los controles (ya sea por haber obtenido menos de 2 puntos en un control o por no llegar a una media de 5 puntos en esta parte) podrán realizar un examen de reevaluación de TODA la materia de la asignatura en el horario establecido por la coordinación.
- Prácticas
Nota prácticas = Laboratorio * Validación
Nota mínima de prácticas: 5 puntos
Nota mínima de laboratorio para poder promediar: 5 puntos
La asistencia a las sesiones de laboratorio es obligatoria y no puede recuperarse. En el caso excepcional de no poder asistir a una sesión de laboratorio por causa de fuerza mayor se podrá contemplar la posibilidad de conectarse con el equipo por Teams y participar en la sesión de prácticas para que se pueda contarse la asistencia.La no asistencia a dos sesiones de prácticas supone un suspenso en la calificación del laboratorio.
El trabajo de prácticas llevado a cabo en las sesiones de laboratorio NO TIENE REEVALUACIÓN.
La práctica se estructurará en tres niveles: Básico, Medio y Avanzado:
- El nivel básico da opción a una puntuación entre 0 y 6 puntos, si se entrega en las 3 primeras sesiones. Si se entrega en la cuarta o quinta sesión puede llegar a un 5,5 y si se entrega en la última sesión a un 5.
- El nivel medio permite sumar un punto a la calificación del nivel básico, si se entrega en las dos sesiones siguientes a la entrega del nivel básico, y medio si se entrega a partir de la tercera sesión después de haber entregado el nivel básico.
- El nivel avanzado da opción a sumar un punto a la puntuación alcanzada después de entregar el nivel medio si se entrega en las dos sesiones siguientes a la entrega del nivel medio y medio punto a partir de la tercera sesión.
No se puede presentar un nivel si previamente no se ha presentado el nivel anterior al/a la profesora/a y ha dado el visto bueno. En una sesión sólo se puede presentar un nivel. Un equipo puede solicitar una tutoría a su profesor/a de prácticas para presentar un nivel entre dos sesiones de laboratorio. No se pueden presentar niveles después de la última sesión de laboratorio.
La calificación obtenida en el laboratorio es individual, y dependerá de la asistencia, participación, trabajo desarrollado durante las sesiones de prácticas y de las respuestas por parte de cada miembro del equipo a las preguntas que pueda hacer el/la profesor/a responsable del turno.
Hay una prueba escrita de validación individual de las prácticas en el horario establecido por la coordinación para los segundos parciales de enero. Una calificación de 0 puntos en la prueba de validación dará un factor de 0,5, una calificación de 5 puntos dará un factor de 1 y una calificación de 10 dará un factor de 1,25. Es decir, existe un factor de escala entre 0 y 5 (0,5+0,1*nota) y un factor de escala entre 5 y 10 (1+0,05*(nota-5)).
Programación y funcionamiento de las actividades de evaluación:
Las fechas de las pruebas de evaluación continua y entrega de trabajos se publicarán en el campus virtual y pueden estar sujetas a posibles cambios de programación por motivos de adaptación a posibles incidencias; siempre se informará en el campus virtual (CV) sobre estos cambios ya que se entiende que el CV es el mecanismo habitual de comunicación de información por parte del profesorado. El alumnado que desee comunicarse con el profesorado de forma electrónica tendrá que utilizarlo utilizando su correo institucional y dirigiéndolo al correo institucional del profesorado para evitar problemas de recepción.
Tanto en lo referente a los controles como a la evaluación global, no se permitirá la entrada de ninguna persona transcurridos 5 minutos desde el comienzo de la prueba. En las pruebas evaluativas no se pueden utilizar teléfonos móviles.
Procedimiento de revisión de calificaciones:
Para cada actividad de evaluación, se indicará un lugar, fecha y hora de revisión en la que el alumnado podrá revisar la actividad con el profesor. En este contexto, se podrán realizar reclamaciones sobre la nota de la actividad, que serán evaluadas por el profesorado responsable de la asignatura. Las personas que no se presenten a esta revisión no podrán revisar posteriormente esta actividad.
Calificaciones especiales:
- Se considera que el alumnado se ha presentado a la asignatura cuando ha realizado una entrega de ejercicios de seminario y ha asistido a un control.
- Para aprobar la asignatura será necesario haber obtenido una puntuación mínima de 5 en cada una de las partes (practicum y controles).
- Se preverá una evaluación global de la parte de teoría (controles) al final del semestre para que hayan superado el practicum, pero no los controles. Siempre que la nota de esta reevaluación global de los controles sea superior a 5 puntos se calculará la nota final haciendo la media correspondiente con la nota de practicum y los seminarios.
- En caso de no superar la asignatura por no llegar a la puntuación mínima en alguno de los apartados, aunque al promediar la nota final fuera igual o superior a 5 la nota que se pondrá en el expediente será de 4, 5. En caso de que la media no llegue a 5 la nota que figurará en el expediente será la nota media obtenida numéricamente.
- Para optar a la calificación de matrícula de honor es condición necesaria haber obtenido una nota final de la asignatura de más de 9 puntos. Por otra parte, sólo pueden asignarse, como máximo, un número de matrículas de honor igual al 5% del número de personas matriculadas.
Evaluación del alumnado repetidor:
El alumnado repetidor se evalúa de la misma forma que el alumnado de nueva matrícula, sin diferencia alguna, ni guardando ninguna nota del curso anterior.
Consecuencias de las irregularidades cometidas por el alumnado:
Sin perjuicio de otras medidas disciplinarias que se estimen oportunas, y de acuerdo con la normativa académica vigente, las irregularidades cometidas por una persona que puedan conducir a una variación de la calificación se calificarán con un cero (0). Por ejemplo, plagiar, copiar, dejar copiar, el uso no autorizado de la IA (p. ej., Copilot, ChatGPT o equivalentes) …, una actividad de evaluación implicará suspender esta actividad de evaluación con un cero (0). Las actividades de evaluación calificadas de esta forma y por este procedimiento no serán recuperables. Si es necesario superar cualquiera de estas actividades de evaluación para aprobar la asignatura, esta asignatura quedará suspendida directamente, sin oportunidad de recuperarla en el mismo curso.
Evaluación Única:
Esta asignatura NO PREVÉ EVALUACIÓN ÚNICA.
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Control 1 Repertori de Instrucciones | 15% | 2 | 0,08 | 11 |
| Control 2 Memoria | 22,5% | 2 | 0,08 | 6 |
| Control 3 Entrada/Salida | 12,5% | 2 | 0,08 | 8 |
| Laboratorio | 30% | 3 | 0,12 | 1, 2, 4, 7, 5, 9, 10 |
| Seminario Problemas 1 | 4% | 1 | 0,04 | 8, 11 |
| Seminario Problemas 2 | 4% | 1 | 0,04 | 2, 3 |
| Seminario Problemas 3 | 4% | 1 | 0,04 | 12 |
| Seminario Problemas 4 | 4% | 1 | 0,04 | 5, 6, 9, 12 |
| Seminario Problemas 5 | 4% | 1 | 0,04 | 1, 6, 8, 9, 11 |
| Validación Prácticas | Factor multiplicativo de 0,5 a 1,25 | 1 | 0,04 | 1, 9 |
Bibliografía
- “Organización y Arquitectura de Computadores. Principios de estructura y funcionamiento” William Stallings. Ed. Pearson. Prentice-Hall.
- “Estructura y diseño de computadores” David Patterson/John L. Hennessy. Ed. Reverté.
- “Computer Systems Design and Architecture” Vicent P. Heuring / Harry F. Jordan. Ed. Addison-Wesley
- "Problemas resueltos de estructura de Computadores" Félix García Carballeira, Jesús Carretero Pérez, José Daniel García Sánchez, David Expósito Singh. Editorial Paraninfo
Software
Visual Studio 2019 Community