1. Componentes y esquemas básicos del computador Von Neumann 2. Fases de ejecución de una instrucción
3. Evolución histórica
Tema 2. Repertorio de instrucciones del MIPS. 1. Operaciones de la circuitería del computador. 2. Operandos de la circuitería del computador.
3. Representación de instrucciones en el computador. 4. Tipos de instrucciones MIPS.
5. Soporte de procedimientos. 6. Estilos de direccionamiento. 7. Pseudo-instrucciones.
8. Llamadas al sistema operativo. Tema 3. Jerarquía de memoria cache.
1. Introducción.
a. Principio de localidad. b. Conceptos generales. 2. Memoria caché.
a. Memoria caché de correspondencia directa. b. Rendimiento de la caché.
c. Memoria caché asociativa por conjuntos. 3. Tratamiento de los fallos de caché.
a. Tratamiento de los fallos de lectura. b. Tratamiento de los fallos de escritura.
Estructura de computadores
4. Memorias caché multinivel.
5. Características de la memoria caché en algunos sistemas actuales. Tema 4. Jerarquía de memoria virtual.
1. Introducción.
a. Conceptos generales.
b. Consideraciones de diseño de un sistema de memoria virtual. 2. La tabla de páginas.
3. Tratamiento de los fallos de página. 4. TLB (Translation Lookaside Buffer).
5. Implementación de la protección con memoria virtual. 6. Un marco común para las jerarquías de memoria. 7. Jerarquía de memoria para la DECSTATION 3100.
a. Memoria caché. b. Memoria virtual. Tema 5. Introducción a la E/S.
1. Introducción.
2. Clasificación de los dispositivos de E/S. 3. Programación de la Entrada/Salida.
a. Puertos, controladoras y canales.
b. E/S mapeada a memoria vs, E/S aislada. c. Técnicas de comunicación CPU-E/S. 4. El papel del sistema operativo.
5. Implementación de la E/S a. Concepto de bus.
b. Elementos de diseño de un bus. c. Parámetros de los buses.
Estructura de computadores
e. Mecanismos de control de acceso. f. Algunos ejemplos de buses comerciales.
Programa de la enseñanza práctica
La prácticas de la asignatura consistirán en el desarrollo de un programa a nivel de ISA. En concreto, nos centraremos en la el lenguaje MIPS. Para el correcto desarrollo de la práctica se ofrecerán diversos seminarios de manejo básico del lenguaje. Estos seminarios se enumeran a continuación:
Práctica 1. Introducción al Lenguaje MIPS. Práctica 2. Uso del simulador MIPS MARS. Práctica 3. Manejo de la pila en MIPS. Práctica 4. Uso de procedimientos en MIPS. Práctica 5. Llamadas al sistema en MIPS
Un enunciado más detallado de las prácticas, así como las fechas de entrega será mostrado en el campus virtual, en primera instancia en el plan de trabajo de la asignatura, y posteriormente en las tareas correspondientes a cada práctica.
Relación con otras materias
Por el contenido de la asignatura, donde se explican contenidos básicos de la organización del PC, esta asignatura es la base para asignaturas posteriores como Sistemas Operativos, Arquitectura
de Computadores y Programación Paralela. En Sistemas Operativos se necesita conocer el
hardware que el sistema debe administrar. Además, Arquitectura de Computadores que se puede considerar la continuación de la materia impartida, Fundamentos de Computadores como las bases tecnológicas para el correcto entendimiento de los principios básicos de esta asignatura y Programación Paralela, donde se pondrán en práctica conceptos mas avanzados de la asignatura para obtener el máximo rendimiento de las arquitecturas mas actuales.
Sistema de evaluación
- Primera prueba parcial: 30% del total de la nota.
Estructura de computadores
- Prueba final: 30% del total de la nota.
Se evaluarán los últimos tres temas de la asignatura.
- Evaluación de prácticas y problemas: 40% del total de la nota.
Evaluación del desarrollo de la práctica final en los criterios establecidos en el enunciado de la práctica.
Se valorará a partir de la entrega de diferentes tareas voluntarias, así como de la participación en los diversos mecanismos de tutorización lo que se valorará en el % de participación. Se tendrá en cuenta no solamente la cantidad de la participación, sino la calidad de la misma. Tanto en el planteamiento de dudas como en la resolución de las de los compañeros en clase.
Bibliografía y fuentes de referencia
Bibliografía básica
Hennessy, J. L. y Patterson, D. A. Computer architecture: a quantitative approach. Elsevier, 2012 Patterson, D. A., Hennessy, J. L. Estructura y diseño de computadores. La interfaz hardware/software. Barcelona: Editorial Reverté, 2011.
Anasagasti, P. M. Fundamentos de los computadores. Madrid Thomson Paraninfo. 9ª edición, 2004.
Ortega, J. y Anguita, M. y Prieto Espinosa, A. Arquitecturas de Computadores. Madrid: Thomson Paraninfo, S.A, 2005.
García Clemente, Mª I. Estructura de Computadores. Problemas Resueltos. Madrid: RA-MA, 2006.
Bibliografía complementaria
Tanenbaum, A. S. Organización de computadoras. Un enfoque estructurado. Mexico: Prentice Hall. 4ª edición, 2000.
Dormido,S., Canto ,Mª. A., Mira, J., Delgado, A. E. Estructura y tecnología de computadores. Madrid: Sanz y Torres, S.L., 2001.
Dormido B., S., Dormido C., S., Pérez, A., Ruipérez, P. Problemas de estructura y tecnología de computadores. Madrid: Sanz y Torres, S.L., 2ª Ed. 2002.
Fernández, R., Piernas, J., Flores, A. y López de Teruel, P. E. Estructura y Tecnología de computadores. Murcia Diego Marín Libreros, 2012.
Estructura de computadores
Web relacionadas
IEEE, http://www.ieee.org/index.html. ACM, http://www.acm.org/
Intel, http://www.intel.es/
Recomendaciones para el estudio
Es fundamental que el alumno vaya comprobando los conocimientos adquiridos de una manera práctica delante del ordenador, y mediante la resolución de problemas y casos específicos. Con ello podrá percibir más claramente los conceptos erróneos que pueda mantener.
El alumno deberá repasar y tener claros todos los conceptos proporcionados por la asignatura de Estructura de computadores, para poder aprovechar convenientemente los conceptos aquí impartidos.
Los conocimientos de la asignatura son progresivos, basándose cada apartado en los adquiridos en los apartados anteriores, por lo que se deberá llevar al día la asignatura.
Material didáctico
Aplicaciones
El software a utilizar es el simulador de MIPS MARS. Este simulador es de código libre, bajo licencia MIT. Es descargable de la página web de la universidad de Missouri Oracle
http://courses.missouristate.edu/kenvollmar/mars/download.htm. Más en concreto utilizaremos la versión 4.4. Este software está liberado en un .jar, por tanto es necesario tener una versión java instalada. Java se puede descargar de está página web https://www.java.com/es/download/. Este software también es de uso gratuito.
Material didáctico
Además de la bibliografía recomendada, en el campus virtual, en el apartado de recursos se proporcionará al alumno organizado en carpetas por temas el material didáctico necesario para el seguimiento de la misma que consistirá en :
• Apuntes sobre los temas tratados.
• Enlaces a otros sitios donde aumentar la información sobre los temas.
• Ejercicios para practicar, en un principio los enunciados, y posteriormente se pondrán las soluciones a los mismos.
• Presentaciones con explicación oral del profesor de los temas más importantes y/o dificultosos
Estructura de computadores
• Capturas de pantalla con explicación del profesor de la realización de ejercicios prácticos, así como de lo relacionado con la instalación del entorno y puesta en marcha.
• Bibliografía y Material adicional para ampliar los conocimientos de cada asignatura.
Tutorías
Breve descripción
Se evaluarán la claridad de manejo de los conceptos vistos en clase mediante entrevista personal en la que se comprobará la fluidez del discurso, el acierto en las decisiones tomadas y la desenvoltura ante cuestiones que requieran razonar un paso más allá de la materia dada. Unas de sus principales finalidades serán la de servir de apoyo a la realización de las prácticas de la asignatura, en las que el alumno tendrá que aplicar todo el contenido de la asignatura.
Tutorías personales: A todos los alumnos de la UCAM se les asigna un tutor personal del Cuerpo Especial de Tutores, cuando realizan su primera matricula en la Universidad, de tal forma que el alumno recibe el acompañamiento de su tutor para toda su etapa universitaria según criterios y aspectos que se pueden consultar en: http://www.ucam.edu/servicios/tutorias/preguntas- frecuentes/que-es-tutoria.