Syllabus Arquitectura de Computadoras

VICERRECTORADO ACADÉMICO Unidad de Desarrollo Educativo PROGRAMA DE ASIGNATURA 1.

– SÍLABO -

DATOS INFORMATIVOS ASIGNATURA: ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS DEPARTAMENTO: ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA DOCENTE:

CÓDIGO:

ELEE 14078

NRC:

NIVEL: PRIMERA ETAPA

CRÉDITOS: 4

CARRERAS: ÁREA DEL CONOCIMIENTO: INGENIERIA EN CIENCIAS DE LA SISTEMAS DIGITALES COMPUTACIÓN. PERÍODO ACADÉMICO: SESIONES/SEMANA: EJE DE MARZO 2012 – JULIO 2012 TEÓRICAS: PRÁCTICAS: FORMACIÓN: PROFESIONAL 2H 2H FECHA ELABORACIÓN: 25/JULIO/2012

PRE-REQUISITOS: ELECTRÓNICA GENERAL (ELEE 15025) CO-REQUISITOS:

DESCRIPCIÓN DE LA ASIGNATURA:

Asignatura teórico práctica que pertenece al grupo de materias básicas que se oferta como parte de formación de ingeniero en Sistemas. En esta se analiza la estructura operacional de una computadora y las interfaces de E/S, utilizando los fundamentos de Sistemas Digitales. UNIDADES DE COMPETENCIAS A LOGRAR: GENÉRICAS: 1. Interpreta y resuelve problemas de la realidad aplicando métodos de la investigación, métodos propios de las ciencias, herramientas tecnológicas y variadas fuentes de información científica, técnica y cultural con ética profesional, trabajo equipo y respeto a la propiedad intelectual. 2. Demuestra en su accionar profesional valores universales y propios de la profesión en diversos escenarios organizacionales y tecnológicos, fomentando el desarrollo de las ciencias, las artes, el respeto a la diversidad cultural y equidad de género. ESPECÍFICAS: 1. Desarrolla aplicaciones informáticas básicas que den solución a problemas de la ingeniería, aplicando algoritmos y un lenguaje de programación orientado a objetos, cumpliendo especificaciones con puntualidad y trabajo en equipo. 2. Identifica causas de problemas y soluciona incidencias de las TIC's mediante técnicas, procedimientos y

VICERRECTORADO ACADÉMICO Unidad de Desarrollo Educativo herramientas para diferentes plataformas, respetando las normas legales y ámbito profesional.

ELEMENTO DE COMPETENCIA: Resuelve problemas relacionados con la ingeniería electrónica aplicando sólidos conocimientos matemáticos y físicos acorde al avance tecnológico.

RESULTADO FINAL DEL APRENDIZAJE: Desarrolla aplicaciones para el control de los principales elementos que conforman la arquitectura del PC. CONTRIBUCIÓN DE LA ASIGNATURA A LA FORMACIÓN PROFESIONAL: Esta asignatura corresponde a la primera etapa del eje de formación profesional, proporcionando a la materia de Mantenimiento de Hardware los fundamentos de la arquitectura y organización básica de un computador.

2.

SISTEMA DE CONTENIDOS Y PRODUCTOS DEL APRENDIZAJE POR UNIDADES DE ESTUDIO No.

UNIDADES DE ESTUDIO Y SUS CONTENIDOS Unidad 1:

Producto de unidad:

INTRODUCCIÓN A LA ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

FUNCIONAMIENTO DE LA ARQUITECTURA Y LOS COMPONENTES DE HARDWARE UN COMPUTADOR Y SU SISTEMA OPERATIVO

Contenidos de estudio:

Tarea principal 1.1:

1.1. INTRODUCCIÓN A LA ARQUITECTURA

1

EVIDENCIA DEL APRENDIZAJE Y SISTEMA DE TAREAS

Realice una presentación de la Generaciones de las computadoras.

1.1.1. Historia del Computador. 1.1.2. Estructura básica de un computador. 1.1.3. Arquitecturas de los computadores: Hardvard y Von. Newman 1.1.4. Estructura de Interconexión del PC

Tarea principal 1.2: Realice un cuadro comparativo de las ventajas y desventajas de las Arquitecturas de un PC. Tarea principal 1.3:

1.2. SISTEMA OPERATIVO 1.2.1. Sistemas Operativos. 1.2.2. Objetivos y funciones del sistema operativo. 1.2.3. Tipos de Sistemas Operativos.

Realice una presentación de los diferentes tipos de Sistemas Operativos. Tarea principal 1.4: Taller grupal de los componentes internos de un de un PC desde sus inicios.

Unidad 2:

Producto de unidad:

CPU Y BUSES DEL SISTEMA

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE LA UNIDAD ARITMETICA LÓGICA Y UNA MEMORIA.

Contenidos de estudio:

Tarea principal 2.1: Diseño, simulación e implementación de una unidad aritmética y lógica.

2 2.1. LA CPU 2.1.1. Estructura y función de la CPU. 2.1.2. Ciclo de instrucción 2.1.3. Unidad aritmética y lógica 2.1.4. Evolución de los microprocesadores 2.1.5. Microprocesador 8086.

Tarea principal 2.2. Diseño, simulación e implementación de una memoria.

2

VICERRECTORADO ACADÉMICO Unidad de Desarrollo Educativo 2.2. MEMORIA 2.2.1. Clasificación y características de los tipos de memoria de un computador. 2.2.2. Memoria principal. 2.2.3. Memoria Caché 2.2.4. Memoria virtual 2.2.5. Jerarquías de memoria.

Tarea principal 2.3: Taller grupal del funcionamiento de los Buses de un sistema de un PC. Tarea principal 2.4: Diseño y Simulación un circuito aplicativo.

2.3. BUSES DEL SISTEMA . 2.3.1. Estructura del Bus del sistema 2.3.2. Jerarquía de Buses 2.3.3. Estructuras de interconexión

Unidad 3:

Producto de unidad:

UNIDAD CENTRAL DE PROCESO / INTERFACES DE E/S.

FUNCIONAMIENTO DE UN MICROPROCESADOR E IMPLEMENTACIÓN DE UNA APLICACIÓN DEL PUERTO PARALELO Y SERIAL.

Contenidos de estudio:

Tarea principal 3.1: Simulación del lenguaje ensamblador de un microprocesador.

3.1. LENGUAJE ENSAMBLADOR

3

2.1.1. Formato de instrucciones 2.1.2. Instrucciones típicas 2.1.3. EMU 8086 2.1.4. Ejemplos de programación

Tarea principal 3.2: Simulación e implementación de un aplicativo por puerto paralelo del PC

3.2. INTERFACES DE E/S PARALELAS, SERIALES. Tarea principal 3.3: Simulación e implementación de un aplicativo por puerto serial del PC.

3.1.1. Puerto Paralelo. 3.1.2. Introducción 3.1.3. Direcciones de puertos 3.1.4. Puerto serial. 3.1.5. Introducción 3.1.6. Conectores DB- 9 DB- 25 3.1.7. Direcciones de puerto 3.1.8. Aplicaciones.

3.

Tarea principal 3.4: Aplicación con puerto paralelo con puerto serial.

RESULTADOS Y CONTRIBUCIONES A LAS COMPETENCIAS PROFESIONALES: LOGRO O RESULTADOS DE APRENDIZAJE A.

B. C.

NIVELES DE LOGRO A B C Alta Media Baja

Aplicar conocimientos en matemáticas, ciencia e ingeniería. Diseñar, conducir experimentos, analizar e interpretar datos. Diseñar sistemas, componentes o procesos bajo restricciones realistas.

D.

Trabajar como un equipo multidisciplinario.

E.

Identificar, formular y resolver problemas de ingeniería.

X

El estudiante debe Resuelve ejercicios de operaciones aritméticas y lógicas en el estudio del funcionamiento de la ALU.

X

Realiza diseños básicos de circuitos digitales y manejo de memorias para interpretar su forma de operación y control.

X

Identifica las funciones y forma de comunicación entre los elementos que constituyen un computador.

3

VICERRECTORADO ACADÉMICO Unidad de Desarrollo Educativo F. G.

Comprender la responsabilidad ética y profesional. Comunicarse efectivamente.

Exponer en forma clara y concisa temas de investigación asignados , presentar informes escritos de acuerdo al formato establecido.

X H.

I. J. K.

4.

Entender el impacto de la ingeniería en el contexto medioambiental, económico y global. Comprometerse con el aprendizaje continuo. Conocer temas contemporáneos. Usar técnicas, habilidades y herramientas prácticas para la ingeniería.

Emplea ISIS-Proteus, Visual Basic, EMU 8086

X

FORMAS Y PONDERACIÓN DE LA EVALUACIÓN

TÉCNICAS E INSTRUMENTOS Tareas Investigación Lecciones Pruebas Laboratorios/informes Evaluación conjunta teórica Evaluación práctica Producto de la unidad Total:

5.

PROYECCIÓN ASIGNATURA

METODOLÓGICA

Y

1er Parcial

2do Parcial

3er Parcial

2

2

2

3 3 5 3 4 20

3 4 2 3 6 20

2 4 0 4 8 20

ORGANIZATIVA

PARA

EL

DESARROLLO

DE

LA

Se emplearán variados métodos de enseñanza para generar un aprendizaje de constante actividad, para lo que se propone la siguiente estructura:

•

Se diagnosticará conocimientos y habilidades adquiridas al iniciar el periodo académico. Con la ayuda del diagnóstico se indagará lo que conoce el estudiante, como lo relaciona, que puede hacer con la ayuda de otros, qué puede hacer solo, qué ha logrado y qué le falta para alcanzar su aprendizaje significativo. A través de preguntas y participación de los estudiantes el docente recuerda los requisitos de aprendizaje previos que permite al docente conocer cuál es la línea de base a partir del cual incorporará nuevos elementos de competencia, en caso de encontrar deficiencias enviará tareas para atender los problemas individuales. Plantear interrogantes a los estudiantes para que den sus criterios y puedan asimilar el funcionamiento de un computador. Se iniciará con explicaciones orientadoras del contenido de estudio, donde el docente plantea los aspectos más significativos en cada unidad de estudio. Se realizan prácticas de laboratorio para desarrollar las habilidades proyectadas en función de las competencias y el uso de simuladores . Se realizan ejercicios orientados a la carrera y otros propios del campo de estudio. La evaluación cumplirá con las tres fases: diagnóstica, formativa y sumativa, valorando el desarrollo del estudiante en cada tarea y en especial en las evidencias del aprendizaje de cada unidad.

4

VICERRECTORADO ACADÉMICO Unidad de Desarrollo Educativo El empleo de las TIC en los procesos de aprendizaje: •

Para optimizar el proceso de enseñanza-aprendizaje, se utilizará un laboratorio con computador y proyector multimedia. Las TIC, se las emplearán para realizar las simulaciones de los temas tratados en el aula y presentaciones, utilizando los simuladores: Multisim, Proteus, y EMU8086 para la programación en Lenguaje Ensamblador.

6.

DISTRIBUCIÓN DEL TIEMPO:

7.

TOTAL HORAS

CONFERENCIAS ORIENTADORAS DEL CONTENIDO

CLASES PRÁCTICAS (Talleres)

LABORATORIOS

CLASES DEBATES

CLASES EVALUACIÓN

Trabajo autónomo del estudiante

64

26

-

32

-

6

64

TEXTO GUÍA DE LA ASIGNATURA TITULO 1.

8.

Organización y Arquitectura de Computadoras, Principios de estructura y de funcionamiento.

AUTOR

EDICIÓN

AÑO

IDIOMA

SEPTIMA

2005

Español

EDICIÓN

AÑO

IDIOMA

Hennessy John y QUINTA Patterson David Tanembaum CUARTA Andrew Lopera Julio Ortega SEGUNDA Martin, José María TERCERA

2002

Español

McGraw-Hill

2000

Español

Prentice–Hall

2006 2004

Español Español

Thomson Alfa-Omega

Stallings William

Pearson Educación Prentice Hall

BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA TITULO 2. 3. 4. 5.

9.

EDITORIAL

Arquitectura de computadoras un enfoque cuantitativo. Organización de computadoras un enfoque estructurado. Arquitectura de computadores Hardware Microinformático

AUTOR

EDITORIAL

LECTURAS PRINCIPALES QUE SE ORIENTAN REALIZAR LIBROS – REVISTAS – SITIOS WEB

http://atc2.aut.uah.es/docencia.htm

http://lc.fie.umich.mx/~jrincon/microprocesadores. pdf http://www.youtube.com/watch?v=jeIeum2ghIA www.uco.es/~el1mofer/Docs/Micros/ins-8086.pdf

TEMÁTICA DE LA LECTURA Arquitectura del computador: Introducción a la arquitectura de computadoras: diseño, coste y rendimiento; ALU; Unidad de control, Sistema de memoria, Sistemas de entrada y salida Introducción a los Microprocesadores Simulación de memorias Instrucciones del 8086

5

PÁGINAS Y OTROS DETALLES ac_t1.pdf; ac_t3.pdf; ac_t4.pdf; ac_t5.pdf; ac_t6.pdf Enunciados de problemas

microprocesadores.pdf Videos Repertorio_instrucciones.pdf