GUÍA DE APRENDIZAJE Arquitectura de Computadores GRADUADO EN INGENIERÍA DE COMPUTADORES


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1 DATOS DESCRIPTIVOS GUÍA DE APRENDIZAJE Arquitectura de Computadores GRADUADO EN INGENIERÍA DE COMPUTADORES CENTRO RESPONSABLE EU de Informática OTROS CENTROS IMPLICADOS CICLO MÓDULO MATERIA: Estructura, Arquitectura y Organización de Computadores ASIGNATURA: Arquitectura de Computadores CURSO: 2º DEPARTAMENTO RESPONSABLE Informática Aplicada CRÉDITOS EUROPEOS: 6 CARÁCTER: Obligatoria ITINERARIO: CURSO ACADÉMICO: 2013/2014 PERIODO DE IMPARTICIÓN: Primer Semestre IDIOMAS IMPARTICIÓN: Español OTROS IDIOMAS DE IMPARTICIÓN: HORAS/CRÉDITO 26 1

2 PROFESORADO i NOMBRE Y APELLIDOS DESPACHO Correo electrónico EN INGLÉS Francisco Aylagas Romero D-4418 D-6110 No Elvira Martínez de Icaya Gómez (coord.) D-4107 No TUTORÍAS NOMBRE Y APELLIDOS TUTORÍAS LUGAR DÍA DE A Francisco Aylagas Romero Elvira Martínez de Icaya Gómez (c) D-6110 D-4107 Lunes 12:00 14:00 Jueves 12:00 14:00 Viernes 12:00 14:00 Martes 11:00 14:00 Miércoles 11:00 14:00 GRUPOS Nº de Grupos GRUPOS ASIGNADOS EN: Teoría 2 Laboratorios 4 REQUISITOS PREVIOS NECESARIOS ASIGNATURAS SUPERADAS: OTROS REQUISITOS 2

3 CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS ASIGNATURAS PREVIAS RECOMENDADAS: CONOCIMIENTOS PREVIOS OTROS CONOCIMIENTOS Sistemas Digitales, Tecnología de Computadores, Estructura de Computadores RESULTADOS DE APRENDIZAJE CÓDIGO RA_2 RA_4 DESCRIPCIÓN Conocer y utilizar los conceptos de rendimiento de un sistema informático. Utilizar eficientemente los recursos básicos del computador mediante el lenguaje ensamblador Evaluar la estructura interna del computador: rutas de datos, sistema de entrada/salida, sistema de memoria, Evaluar las modificaciones de la arquitectura von Neumann: algoritmos, características y modo de funcionamiento de la jerarquía de memorias, arquitecturas RISC, máquinas segmentadas, computadores superescalares y vectoriales, 3

4 COMPETENCIAS CÓDIGO COMPETENCIA NIVEL RA E2 Capacidad de desarrollar procesadores específicos y sistemas empotrados, así como desarrollar y optimizar el software de dichos sistemas. N1 RA_2, RA_4 E3 Capacidad de analizar y evaluar arquitecturas de computadores, incluyendo sistemas distribuidos, así como de desarrollar y optimizar software de sistemas para las mismas. N1, E5 Capacidad de analizar, evaluar y seleccionar las plataformas hardware y software más adecuadas para el soporte de aplicaciones empotradas y de tiempo real. N1, G10 Capacidad de análisis y de síntesis. N3, RA_2,, RA_4 G13 Razonamiento Crítico. N2 RA_4 G14 Resolución de problemas. N3 G6 Uso de la lengua inglesa. N3, RA_2,, RA_4, RA_2,, RA_4 G7 Uso de Tecnologías de la Información y de las Comunicaciones. N3, RA_2,, RA_4 G8 Trabajo en equipo N2, RA_2,, RA_4 G9 Aprendizaje autónomo. N2 RA_2,RA_4 I15 Capacidad de conocer, comprender y evaluar la estructura y arquitectura de los computadores, así como los componentes básicos que los conforman. N3, I4 Conocimiento de los fundamentos del uso y programación de los computadores, los sistemas operativos, las bases de datos y, en general, los programas informáticos con aplicación en ingeniería. N1, RA_2,, RA_4 4

5 CÓDIGO COMPETENCIA NIVEL RA I5 Conocimiento de la estructura, funcionamiento e interconexión de los sistemas informáticos, así como los fundamentos de su programación. N3 RA_2,, RA_4 INDICADORES DE LOGRO CÓDIGO IN_01 IN_02 IN_03 IN_04 IN_05 IN_06 IN_07 IN _08 IN _09 IN _10 INDICADOR Profundizar en el conocimiento de los diferentes módulos que forman un computador Adquirir destrezas que permitan comparar el rendimiento de varios computadores Profundizar en las técnicas que permiten aumentar el rendimiento de los computadores Detectar, analizar y resolver los problemas que afectan al rendimiento de los computadores Revisión de las últimas tendencias en Arquitectura de Computadores Que el alumno conozca qué conceptos están relacionados con la Arquitectura de computadores Que el alumno conozca los tipos básicos de arquitecturas de ordenadores Que el alumno conozca los principales parámetros, técnicas y herramientas que permiten evaluar el rendimiento de un computador Que el alumno sepa comparar el rendimiento de dos computadores Que el alumno sepa identificar que partes del computador afectan al rendimiento del mismo, RA_2,, RA_4, RA_4 5

6 CÓDIGO IN _11 IN _12 IN _13 IN _14 IN _15 IN _ IN _17 IN _18 IN _19 IN _20 IN _21 IN _22 IN _23 IN_24 INDICADOR Que el alumno conozca el formato del lenguaje máquina y ensamblador de algún procesador RISC real, así como los modos de direccionamiento y sus instrucciones típicas Que el alumno conozca los conceptos y la estructura básica de un procesador segmentado (en Pipeline) Que el estudiante conozca los problemas que pueden hacer que un procesador segmentado no tenga su máximo rendimiento Que el alumno conozca el funcionamiento de los procesadores que explotan al máximo el nivel de paralelismo de los programas (procesadores superescalares) Que el alumno conozca los problemas a resolver en los procesadores superescalares Que el alumno conozca las diferentes tendencias en procesadores superescalares Que el alumno conozca la relación entre procesador y compilador Que el alumno comprenda la organización jerárquica de la memoria de un ordenador Que el alumno conozca los diferentes tipos y organizaciones de memoria principal Que el alumno conozca el fundamento, la estructura y parámetros de rendimiento de las memorias caché Que el estudiante conozca las distintas políticas de ubicación, sustitución y escritura en las cachés Que el alumno conozca la importancia del sistema de entrada/salida en el rendimiento de computador Que el alumno conozca cómo se conectan los sistemas de entrada/salida al resto del computador Que el alumno conozca la interfaz de los sistemas de entrada/salida RA_2, RA_4 RA_2, RA_4 RA_2, RA_4 RA_4 RA_4 RA_2, RA_4 6

7 CÓDIGO IN_25 INDICADOR Que el alumno conozca las diferentes técnicas de entrada/salida CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) TEMA APARTADOS LOGRO 7

8 TEMA APARTADOS LOGRO Tema 1 El computador Tema 2 Arquitectura básica del MIPS 64 Tema 3 Segmentación del cauce Tema 4 Planificación dinámica Tema 5 Predicción dinámica de saltos Tema 6 Procesadores superescalares y VLIW Tema 7 Memoria Tema 8 Sistemas de entrada/salida 1.1. Qué es Arquitectura de Computadores? 1.2. Un poco de historia 1.3. Estructura Básica de un Ordenador 1.4. Rendimiento 2.1. Características de la arquitectura MIPS Juego de instrucciones 2.3. Ensamblador de MIPS Conceptos básicos 3.2. Etapas del MIPS Riesgos 3.4. Operaciones multiciclo 4.1. Introducción 4.2. Método del marcador (Scoreboard) 4.3. Método de Tomasulo 5.1. Introducción 5.2. Buffer de predicción de saltos (BPB) 5.3. Buffer de destinos de saltos (BTB) 5.4. Predictores globales 5.5. Predictores adaptativos 6.1. Introducción 6.2. El cauce Superescalar 6.3. El modelo VLIW 7.1. Estructura jerárquica de la memoria 7.2. Memoria caché 7.3. Memoria principal 7.4. Memoria virtual 8.1. Estructura general 8.2. Espacios de direccionamiento 8.3. Métodos de entrada/salida 8

9 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y MÉTODOS DE ENSEÑANZAS EMPLEADOS MODALIDAD DESCRIPCIÓN MÉTODO MÉTODOS DE ENSEÑANZA Clases teóricas Clases de problemas Prácticas Clase teórica Aprendizaje basado en problemas Desarrollo de individuales en el laboratorio. Lección magistral Estudio de teoría Resolución de problemas teóricos en cooperación con los alumnos Resolución de problemas prácticos. CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA Sem ACTIVIDADES Actividad Modalidad Met. Ense Lugar Duración Evaluación Prep Carga(%) Presentación Aula 1 h Tema 1 Teoría Aula 3 h Tema 1 Teoría Aula 2 h Tema 2 Teoría Aula 2 h Tema 2 Teoría Aula 1 h Tema 3 Teoría Aula 3 h Tema 3 Teoría Aula 2 h Tema 3 Ejercicios Aula 2 h Tema 3 Ejercicios Aula 2 h Práctica 1 Prácticas CIC 2 h Examen temas 1, 2 y 3 Examen Otros 2 h Continua Tema 4 Teoría Aula 2 h Tema 4 Teoría Aula 2 h Examen práctica 1 Examen CIC 2 h Continua Tema 4 Ejercicios Aula 2 h Práctica 2 Prácticas CIC 2 h Tema 5 Teoría Aula 2 h Práctica 2 Prácticas CIC 2 h Tema 5 Teoría Aula 1 h Tema 5 Ejercicios Aula 1 h Examen Práctica 2 Examen CIC 2 h Continua Tema 5 Ejercicios Aula 1 h Tema 6 Teoría Aula 3h 12 Tema 6 Teoría Aula 2 h 9

10 Sem ACTIVIDADES Actividad Modalidad Met. Ense Lugar Duración Evaluación Prep Carga(%) Tema 7 Teoría Aula 2 h Entrega, en aula, artículos para trabajar competencia trasversal* Examen temas 4, 5 y 6 Examen Otros 2 h Continua Tema 7 Teoría Aula 1 h Práctica 3 Prácticas CIC 1 h Tema 7 Ejercicios Aula 2 h Tema 8 Teoría Aula 2 h Tema 8 Teoría Aula 1 h Examen temas 7 y 8 Examen Otros 1 h Continua Examen práctica 3 Examen CIC 2 h Continua Examen final teoría//examen temas 7 y 8/Entrega trabajo artículos Examen final / 3ª entrega y evaluación de Otros CIC 2 h 2 h Examen final/ 3ª evaluación continua Examen final/ 3ª evaluación continua EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA 10

11 SEMANA ACTIVIDADES EVALUACIÓN CONTINUA. Convocatoria Ordinaria Actividad Lugar Técnica Peso(%) Eval. eval1. Nota global min Examen temas 1, 2 y 3 (teoría) Aula/Otros respuestas 26,66% Examen práctica 1 Examen práctica 2 Examen temas 4, 5 y 6 (teoría) CIC CIC Aula/Otros Examen temas 7 y 8 (teoría) Otros 3ª entrega y evaluación de Entrega trabajo artículos CIC largas ejecución de tareas reales ejecución de tareas reales respuestas largas respuestas largas ejecución de tareas reales 5% 5% 26,66% 26,66% 5% Otros 5% SEMANA ACTIVIDADES EVALUACIÓN Sólo prueba final. Convocatoria Ordinaria Técnica Peso(%) Eval. Actividad Lugar eval2. Nota global min Examen final de teoría Examen final Entrega trabajo artículos Otros CIC respuestas largas ejecución de tareas reales 80% Otros 5% % 5.0 ACTIVIDADES EVALUACIÓN Sólo prueba final. Convocatoria Extraordinaria (julio) 11

12 Actividad Examen final de teoría Examen final Entrega trabajo artículos Lugar Otros CIC Técnica eval3. respuestas largas ejecución de tareas reales Peso(%) Nota global 80% Otros 5% Eval. min % 5.0 CRITERIOS DE CALIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA La evaluación se podrá realizar mediante evaluación continua o mediante prueba final. El alumno deberá indicar su elección dentro del primer mes de impartición (hasta el 11 de octubre de 2013) de la asignatura; de no hacerlo, se supondrá que se opta por evaluación continua. EVALUACIÓN CONTINUA: CONVOCATORIA ORDINARIA 3 exámenes escritos parciales de teoría (80%) 3 actividades (laboratorios) (15%) 1 actividad escrita comentario artículo-evaluación competencia comunicación escrita (5%) Para aprobar la asignatura es necesario aprobar por separado la teoría y las EVALUACIÓN MEDIANTE SÓLO PRUEBA FINAL: Examen final de teoría (80%) Examen final de (15%) 1 actividad escrita comentario artículo-evaluación competencia comunicación escrita (5%) Para aprobar la asignatura es necesario aprobar por separado la teoría y las Plazo para optar por este tipo de evaluación: Hasta el 11 de octubre de 2013 CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA (julio) 12

13 Examen final de teoría (80%) Examen final de (15%) 1 actividad escrita comentario artículo-evaluación competencia comunicación escrita (5%) Para aprobar la asignatura es necesario aprobar por separado la teoría y las RECURSOS DIDÁCTICOS TIPO BIBLIOGRAFÍA DESCRIPCIÓN Computer Arquitecture: A Quantitative Approach (4th. ed.) John L. Hennessy & David A. Patterson. Morgan Kaufmann Publishers, 2007 Computer Organization and Design: The Hw/Sw Interface (4th. ed.) David A. Patterson & John L. Hennessy. Morgan Kaufmann Publishers, 2009 Arquitectura de Computadores Julio Ortega, Mancia Anguita, Alberto Prieto Thompson, 2005 RECURSOS WEB Material didáctico diverso (diapositivas, apuntes, ejercicios, exámenes, software de simulación, etc.) en EQUIPAMIENTO Aula de la EUI con cañón de vídeo conectado a PC en la mesa del profesor y sistema de audio inalámbrico. Pizarra clásica. OTRA INFORMACIÓN RESEÑABLE *Dentro del proyecto de la EUI de evaluación de competencias transversales, esta asignatura se encargará este curso de evaluar la competencia de COMUNICACIÓN ESCRITA. 13

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