Guía docente de la asignatura "Estructura de computadores" de 2º del Grado en Ingeniería Informática de la Universidad Rey Juan Carlos
Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus.
GUA DOCENTE DE ESTRUCTURA DE COMPUTADORESCurso 2011-2012
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ltima actualizacin: 18 de julio de 2011
Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. TITULACION GRADO EN INGENIERA INFORMTICA
GUIA DOCENTE DE LA ASIGNATURA ESTRUCTURA DE COMPUTADORES
Profesores Jos San Martn Lpez Susana Mata Fernndez Laura Raya
Gonzlez
Coordinador de la asignatura Jos San Martn Lpez
I.- Identificacin de la asignatura Tipo Materia Perodo de
imparticin N Crditos Idioma en el que se imparte Departamento
Asignaturas llave Tasa de xito Este dato ser incluido por el
Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus Obligatoria 3.2 Ingeniera de computadores 1er
curso, 2 semestre 6 Castellano Arquitectura y Tecnologa de
Computadores y Ciencia de la Computacin e Inteligencia
Artificial
II.- Presentacin La asignatura Estructura de Computadores es la
segunda en la secuencia de asignaturas centradas en el estudio de
la estructura y la arquitectura de los computadores. Su principal
objetivo es profundizar en los conceptos presentados en la
asignatura de Tecnologa de los Computadores as como introducir
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. conceptos ms avanzados y desde un punto de
vista de ms alto nivel. De este modo aumentan sus conocimientos de
la estructura de los computadores, en particular, el llamado Modelo
de Von Neumann. Se realizar un estudio del diseo de la unidad
central de proceso, con un especial nfasis en el nivel de lenguaje
ensamblador y mquina. Se presentar tambin un anlisis de las medidas
de rendimiento en los computadores y se terminar con una
introduccin a los sistemas operativos. Esta asignatura tiene como
prerrequisito haber cursado las siguientes asignaturas: Fundamentos
fsicos de los computadores Tecnologa de computadores Introduccin a
la programacin Se recomienda tener aprobadas las asignaturas de
primer curso Fundamentos Fsicos de la Informtica, Introduccin a la
Programacin, Estructuras de datos y Fundamentos de Computadores.
Asimismo se recomienda haber superado ya la asignatura de Idioma
Moderno, para poder consultar la bibliografa especializada o las
lecturas optativas en ingls. Estructura de Computadores es
fundamental para comprender la asignatura Organizacin y
Arquitectura de Computadores del segundo parcial del segundo
curso.
III.- Competencias Competencias transversales G8 (parte)
Conocimiento de las materias bsicas y tecnologas, que capaciten
para el aprendizaje y desarrollo de nuevos mtodos y tecnologas, as
como las que les doten de una gran versatilidad para adaptarse a
nuevas situaciones. Capacidad para resolver problemas con
iniciativa, toma de decisiones, autonoma y creatividad. Capacidad
para saber comunicar y transmitir los conocimientos, habilidades y
destrezas de la profesin de Ingeniero Tcnico en Informtica.
Conocimiento de la estructura, organizacin, funcionamiento e
interconexin de los sistemas informticos, los fundamentos de su
programacin, y su aplicacin para la resolucin de problemas propios
de la ingeniera.
G9 (parte)
B5 (parte)
Competencias especficas E1 (parte) Capacidad de disear y
construir sistemas digitales, incluyendo computadores, sistemas
basados en microprocesador y sistemas de comunicaciones. Capacidad
para tener un conocimiento profundo de los principios
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. fundamentales y modelos de la computacin y
saberlos aplicar para interpretar, seleccionar, valorar, modelar, y
crear nuevos conceptos, teoras, usos y desarrollos tecnolgicos
relacionados con la informtica C9 (parte) Capacidad de conocer,
comprender y evaluar la estructura y arquitectura de los
computadores, as como los componentes bsicos que los conforman.
IV.- Contenido Bloque temtico I.- Introduccin a la estructura de
computadores Tema Tema 1. Introduccin. Apartados Introduccin.
Arquitectura y Organizacin. Parmetros de los computadores. Modelo
de Von Neumann. Elementos de almacenamiento. Elementos de proceso.
Elementos de transferencia. Ciclo de instruccin y ejecucin de
programas. Entrada / Salida. Tema 2. Representacin de la informacin
Representacin numrica. Binario puro, Complemento a 2. Complemento a
1. Otras bases. Otras representaciones. Lenguajes de alto nivel y
de bajo nivel. Ensamblado. Enlazado. Introduccin a los
microprocesadores MIPS. Propiedades de las instrucciones. Formatos
de instruccin. Modos de direccionamiento. Clasificacin de las
instrucciones. Modos de direccionamiento y repertorio de
instrucciones de los microprocesadores MIPS Tema 4. Programacin en
Operaciones con bits. Tipos de datos simples. Variables
simples.
II.- Lenguajes mquina y ensamblador
Tema 3. Introduccin a la programacin en ensamblador: Repertorios
de instrucciones y modos de direccionamiento
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. ensamblador. Evaluacin de expresiones
aritmticas. Evaluacin de expresiones booleanas. Sentencias de
control en ensamblador. Subrutinas. Estructuras de datos. Proceso
de traduccin. III.- Diseo de la unidad central de proceso Tema 5.
Construccin de una ALU. Circuitos para implementar operaciones
lgicas. Sumadores binarios. Circuitos para sumar y restar nmeros
binarios. Comparaciones. Diseo modular de una unidad
aritmtico-lgica. Anticipacin de acarreo. Operaciones de cambio y
extensin de signo. Multiplicacin y divisin binaria Metodologa de
sincronizacin. Elementos del camino de datos. Camino de datos
bsico. Construccin incremental del camino de datos uniciclo.
Control de la UAL. Diseo de la unidad de control el camino de datos
uniciclo. Construccin del camino de datos multiciclo. Diseo de la
unidad de control para el camino de datos multiciclo. Implementacin
con lgica cableada y microprogramada. Concepto de segmentacin.
Ejecucin de instrucciones con segmentacin. Diseo de repertorios de
instrucciones para segmentacin. Riesgos en la segmentacin.
Segmentacin del camino de datos. Definicin de rendimiento.
Estrategias para evaluar el rendimiento. Ley de Amdahl.
Tema 6. Construccin de un camino de datos uniciclo
Tema 7. Construccin de un camino de datos multiciclo
Tema 8. Segmentacin del camino de datos.
IV. Otros conceptos sobre estructura de computadores
Tema 9. Medidas de rendimiento en los computadores
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. IV. B. Actividades obligatorias (evaluables):
Prctica 1. Laboratorio de programacin en lenguaje ensamblador
Prctica 2. Laboratorio de diseo de unidad central de proceso usando
VHDL
V.- Tiempo de trabajo Clases tericas Clases prcticas/de
resolucin de problemas, casos, etc. Prcticas en laboratorios
tecnolgicos, clnicos, etc. Realizacin de pruebas Tutoras acadmicas
Preparacin de clases tericas Preparacin de clases
prcticas/problemas/casos Preparacin de prcticas de laboratorio
Preparacin de pruebas Total de horas de trabajo del estudiante 26
10 8 4 12 25 10 25 30 150
VI.- Metodologa y plan de trabajo Clases tericas Periodo Semana
1 Semana 2 Semana 3-4 Semana 5-6 Semana 7-8 Semana 9-10 Semanas
11-13 Contenidos Tema 1 Tema 2 Tema 3 Tema 4 Tema 5 Tema 6 Tema
7
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. Semana 14 Semana 15 Tema 8 Tema 9
Sesiones de resolucin de problemas Periodo Semana 2 Semana 6
Semana 9 Semana 13 Contenidos Problemas Tema 2 Problemas Bloque II
Problemas Tema 6 Problemas Tema 7
Prcticas en laboratorio Periodo Semana 7 Semana 13 Contenidos
Prctica 1. Laboratorio de programacin en lenguaje ensamblador
Prctica 2. Laboratorio de diseo de unidad central de proceso usando
VHDL
Pruebas Fecha XX/XX/2011 XX/XX/2011 XX/XX/2011 XX/XX/2011
XX/12/2011 Contenidos Entrega de prctica 1 Temas 1-4. Prueba
escrita Entrega de prctica 2 Temas 5-7. Prueba escrita. Temas 1-4;
Temas 5-7; Temas 8-9. Pruebas escritas
VII.- Mtodos de evaluacin VII. A. Ponderacin para la evaluacin
continua El sistema de evaluacin de las titulaciones en el marco
del EEES es la evaluacin continua.
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. En el sistema de evaluacin continua la
asistencia a clase es obligatoria y su valoracin en el proceso de
evaluacin continua de la asignatura la establecern los profesores
en cada asignatura. % Mnimo de asistencia a clase: 80%.
Actividad evaluadora Prcticas dentro del aula:
Tipo Reevaluable Liberatoria Puntuacin mnima (de 1 a 10):>5..
No reevaluable
Ponderacin 25%
Periodo Octubre
Contenido
Temas 1-4
Resolucin problemas
de
Prcticas dentro del aula:
Reevaluable Liberatoria Puntuacin mnima (de 1 a 10):>5..
Reevaluable Liberatoria Puntuacin mnima (de 1 a 10):>5..
Acumulativa Reevaluable No reevaluable No reevaluable
25%
Noviembre
Temas 5-7
Resolucin problemas
de
Prcticas dentro del aula:
15%
Diciembre
Temas 8-9
Resolucin problemas
de
10%
Octubre
Prctica 1
Laboratorios
Liberatoria Puntuacin mnima (de 1 a 10):5..
No reevaluable
Reevaluable Laboratorios Liberatoria Puntuacin mnima (de 1 a
10):5.. Prcticas aula: fuera del Acumulativa Reevaluable No
reevaluable
10%
Noviembre
Prctica 2
10%
Sept.-Dic.
Entrega de problemas
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus.No reevaluable Trabajos individuales
propuestos
Prueba:
Acumulativa
Reevaluable No reevaluable
5%
Sept.-Dic.
Temas 1-9. Participacin en clase.
Preguntas orales Total
cortas 100%
VII. B. Ponderacin para la evaluacin de alumnos a tiempo parcial
Para que un alumno pueda optar a esta evaluacin, tendr que obtener
la Dispensa Acadmica para la asignatura, que habr solicitado al
Decano o Director/a del Centro que imparte su titulacin. La
Dispensa Acadmica no excluye de la evaluacin continua. Dicha
evaluacin se acomodar por el profesor, asistido por el coordinador
de grado, establecindose la adaptacin curricular segn las
caractersticas de cada caso concreto. VII. C. Revisin de las
pruebas de evaluacin. Las partes indicadas como Participacin en
clase y Entrega de problemas propuestos estn asociadas al
seguimiento por parte del alumno de la asignatura y por tanto deben
realizarse junto con cada uno de los temas especificados. De esta
manera, se potencia el aprendizaje escalonado de conceptos de la
asignatura. Al tratarse de una evaluacin continua, se considerar
que el alumno se ha presentado a la convocatoria correspondiente de
la asignatura desde el momento que ha participado en alguna de las
partes en las que se divide la asignatura: pruebas escritas,
prcticas, ejercicios voluntarios, etc. Por tanto, la nica manera de
obtener la calificacin de NO PRESENTADO es no participar en ninguna
de las partes, ni entregar ninguna prctica obligatoria o ejercicio
voluntario. Por el contrario, los alumnos que hayan participado en
alguna de las partes pero que no superen toda la asignatura en la
convocatoria correspondiente, recibirn una calificacin de SUSPENSO,
gastndose para ellos una convocatoria. Ninguna de las notas de
partes de la asignatura aprobadas en cursos anteriores sern
convalidadas. Se considerar que el estudiante ha adquirido las
competencias evaluadas en las pruebas escritas si su calificacin en
dicha prueba es mayor o igual a 5 sobre 10 puntos. En caso
contrario se considera que el estudiante no ha adquirido dichas
competencias. Las competencias evaluadas en las pruebas escritas
son reevaluables. Las pruebas de los Bloques I, II y III pueden ser
reevaluadas dentro de la misma convocatoria en el momento de la
prueba del Bloque IV. Nos obstante no es posible realizar la
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. reevaluacin de stas pruebas en la segunda
convocatoria si no se han realizado las pruebas en la primera
convocatoria, de no ser as no existira evaluacin continua. El
material permitido para la realizacin de la prueba escrita
consistir en el enunciado de la prueba, tiles de escritura (excepto
color rojo) y las hojas de solucin proporcionadas por el profesor.
La prueba escrita es individual. El incumplimiento de las dos
ltimas normas se penalizar con la calificacin de suspenso en la
asignatura en la convocatoria evaluada donde se produzca dicho
incumplimiento. Se considerar que el estudiante ha adquirido las
competencias evaluadas en las prcticas de laboratorio si su
calificacin en dicha prctica es mayor o igual a 5 sobre 10 puntos.
En caso contrario se considera que el estudiante no ha adquirido
dichas competencias. Las competencias evaluadas en la prctica
obligatoria son reevaluables. El profesor se reserva la posibilidad
de requerir defensa presencial. Las partes de prcticas y pruebas
escritas se deben aprobar independientemente, sin que pueda existir
compensacin entre ellas con alguna nota inferior a 5. Tanto las
soluciones y entregables de la prcticas de laboratorio como de las
prcticas optativas deben ser originales, no pudiendo utilizar
soluciones realizadas por otras personas distintas a las reflejadas
en la autora de la solucin. El plagio total o parcial de dichas
soluciones se penalizar con la calificacin de suspenso en la
asignatura en la convocatoria evaluada donde se produzca dicho
plagio, debiendo reevaluar todas las pruebas en la siguiente
convocatoria. El profesor se reserva la posibilidad de requerir
defensa presencial, de todos o parte de las/los autoras/es de un
trabajo plagiado en todas las pruebas de la siguiente convocatoria.
VIII.- Recursos y materiales didcticos Todos los libros
recomendados se encuentran disponibles a los alumnos/as en las
Biblioteca de la Universidad Rey Juan Carlos. Es imprescindible
consultar la bibliografa, pues las transparencias de clase no son
suficientes para aprobar la asignatura. General Ttulo Autor
Editorial Ttulo Autor Editorial Ttulo Autor Estructura y Diseo de
Computadores Volumen I D.A. Patterson, J.L. Hennessy Editorial
Revert. Barcelona, 2000. ISBN-84-291-2619-8 VHDL, Lenguaje de
sntesis y modelado de circuitos F. Pardo y J. A. Boluda RA-MA
editorial, 1999 Organizacin y Arquitectura de Computadores W.
Stallings
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. Editorial Ttulo Autor Editorial Pearson
Prentice Hall, 2006, ISBN 8489660824 Fundamentos de los
Computadores P. de Miguel Editorial Paraninfo. Madrid, 2004. ISBN
8497322940
Complementaria Ttulo Autor Editorial Ttulo Autor Editorial Ttulo
Autor Editorial Ttulo Autor Editorial Introduction to Assembly
language programming for Pentium and RISC processors S.P. Dandamudi
Springer, Nueva York, 2005. ISBN 0387206361 VHDL Lenguaje estndar
de diseo electrnico Ll. Ters, Y. Torroja, S. Olcoz y E. Villar
McGraw-Hill, 1998 Digital Systems Design using VHDL C. H. Roth PWS,
Thomson, 1998 Diseo de hardware digital con VHDL A. Urqua y C.
Martn UNED. ISBN: 978-84-362-5576-8
Complementaria (Unidad Aritmtico-Lgica, Unidad de Control y
medidas de rendimiento) Ttulo Autor Editorial Ttulo Autor
Fundamentos y Estructura de Computadores J. M. Angulo, J. Garca, I.
Angulo Editorial Paraninfo. Madrid, 2004. ISBN 8497321804 The
principles of computer hardware A. Clements
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. Editorial Oxford University Press, 2006. ISBN
0199273138
Complementaria (Libros de problemas) Ttulo Autor Editorial Ttulo
Autor Editorial Ttulo Autor Editorial Ttulo Autor Problemas de
Fundamentos y Estructura de Computadoras A. Cuesta y J.I. Hidalgo
Prentice-Hall, 2009, ISBN: 9788483225912 Problemas Resueltos de
Estructura de Computadores Flix Garca Carballeira, Jess Carretero
Prez, Jos Daniel Garca Snchez, David Expsito Singh Editorial
Paraninfo, 2008. ISBN: 8497325362 Arquitectura de computadores N.
Carter Editorial McGraw-Hill, 2004. ISBN 8448142799 Problemas de
Estructura y Tecnologa de Computadores S. Dormido, S. Dormido
Canto, A. Prez de Madrid, P. Ruiprez Editorial Editorial Sanz y
Torres. Madrid, 2002. ISBN84-88667-82-5
Direcciones web de inters http://www.vhdl-online.de/tutorial/
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/vhdl/vhdl.html Webopedia:
Online Computer Dictionary for Computer and Internet Terms and
Definitions http://www.webopedia.com TechNewsWorld: All Tech All
the Time http://www.technewsworld.com Top Tech News
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. http://www.toptechnews.com Documental:
Triumph of the Nerds, PBS, 1996
http://www.youtube.com/watch?v=3jV4JdtaOGc&feature=player_embedded
(primero de seis vdeos) http://www.pbs.org/nerds (incluye
transcripcin de los captulos) Documental: Maravillas Modernas, el
Ordenador, Canal Historia, 2001
http://www.youtube.com/watch?v=RJcu4AATA_E%feature=player_embedded
(primero de cinco vdeos)
IX.- Profesorado Nombre y apellidos Horario de acadmicas Jos San
Martn Lpez
tutoras L-M-X: 11:00-13:00. Previa Cita. [email protected]
de Departamento de Arquitectura y Tecnologa de Computadores,
Ciencias de la Computacin e Inteligencia Artificial Profesor
Titular de Universidad Doctor Ingeniero Industrial-ICAI 9 aos de
experiencia docente en el rea de Arquitectura y Tecnologa de
Computadores. Diseo de Automatismos (1 ao) Electrnica de control de
trfico ferroviario (1 ao) Consultora tecnolgica (3 ao) Profesor
asociado en la Universidad Carlos III (1 ao) Profesor ayudante en
la Universidad Rey Juan Carlos (4 aos) Profesor Titular de
Universidad en la Universidad Rey Juan Carlos (4 aos)
Correo electrnico Departamento/rea conocimiento Categora
Titulacin Acadmica Experiencia Docente Experiencia profesional
Nombre y apellidos Horario de tutoras acadmicas
Susana Mata Fernndez L: 11:00-13:00
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Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus. V: 11:00-13:00 (Previa cita) Correo
electrnico Departamento/rea de conocimiento Categora
[email protected] Arquitectura y Tecnologa de Computadores,
Ciencias de la Computacin e Inteligencia Artificial Profesora
Contratada Doctor
Titulacin Acadmica
Doctora por la URJC (2009) Licenciada en Informtica por la UPM
(1998)
Experiencia Docente Experiencia profesional
9 aos de experiencia docente en el rea de Arquitectura y
Tecnologa de Computadores. Programacin de sistemas de control de
trfico areo, para Indra (Feb 1998- Jun 1998) Anlisis y diseo de
sistemas de resultados para eventos deportivos, para IBM y MSL
(Sept 1998 Marzo 2002) Profesora en la URJC (Nov. 2002-
Actualidad)
Nombre y apellidos Horario de tutoras acadmicas Correo
electrnico Departamento/rea de conocimiento Categora Titulacin
Acadmica Experiencia Docente Experiencia profesional
Laura Raya Gonzlez Por determinar. Previa cita.
[email protected] Arquitectura y Tecnologa de Computadores y
Ciencia de la Computacin e Inteligencia Artificial Personal Docente
Investigador en formacin Ingeniera Informtica 3 aos de antigedad en
el rea
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ltima actualizacin: 18 de julio de 2011
Vicerrectorado de Profesorado, Titulaciones, Ordenacin Acadmica,
Coordinacin y Campus.
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