Planificación De Aula De Computadoras Electrónicas

Planificación de Aula de:
COMPUTADORAS ELECTRÓNICAS
6to 4ta ELCA, año 2010
Profesor Yamil Saiegh
Diagnóstico:
Los alumnos en general poseen muy básicos conocimientos de técnicas digitales.
Fundamentación y propósitos de la asignatura:
Esta materia se dicta en el último año de la especialidad y tiene como objetivo el estudio del
funcionamiento general de la computadora. En el transcurso del curso los alumnos serán capaces
de entender el funcionamiento básico de una computadora a nivel Hardware y Software, leer,
escribir e interpretar programas en Ensamblador y C; conocer el funcionamiento de cada
componente de la computadora; y, finalmente, aplicarlo a la solución de problemas. Con respecto a
la ubicación de la materia en el plan de estudios, Computadoras Electrónicas se dicta en 6to año,
junto a Laboratorio de Computadoras, Sistemas de Comunicaciones, Sistemas de TV, Sistemas de
Control, Laboratorio III, Organización Industrial y Relaciones Humanas. Así mismo, se cursa luego
de haber asistido, durante 5to año, a las materias: Electrónica II, Teoría de los Circuitos II,
Comunicaciones, Máquinas Eléctricas, Instrumentación, Laboratorio II; y durante 4to año:
Electrónica I, Teoría de los circuitos I, Tecnología de los Componentes Electrónicos, Análisis
Matemático, Laboratorio I, Inglés e Instrucción Cívica.
La presente planificación ha sido organizada en seis unidades, cuyo orden fue
pensado especialmente para desarrollar, de la mejor manera posible, la
motivación de los alumnos. Cada una de dichas unidades converge al tema
central del curso: entender cómo funciona una computadora tanto a nivel
hardware como software. Y poder aplicar este conocimiento a la solución de
problemas concretos.
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Prof. Yamil Saiegh
En la unidad 1 se hace una introducción a la materia repasando conceptos ya
aprendidos por los alumnos y relacionándolos con las computadoras. Luego se
recorren las diversas tecnologías en las que fueron construidas las
computadoras y el contexto histórico que dio lugar a tales desarrollos. Además
se expone un documental: “El Ordenador” (Maravillas Modernas - History
Channel) donde muestra de forma interesante la evolución de la computadora
a través del tiempo.
En la unidad 2 se exponen las principales tecnologías de semiconductor con las
que son construidas las computadoras actuales. Y se hace un repaso de
sistemas posicionales de numeración haciendo especial énfasis en el
hexadecimal y binario.
En la unidad 3 se desarrollan los diferentes códigos con los que la maquina
almacena y procesa la diversa información digital. Haciendo una breve revisión
de los principios de circuitos digitales secuenciales y combinacionales, para
comprender en la siguiente unidad el Hardware principal de la computadora,
como ser la Unidad Lógico Aritmética y la Memoria.
En la unidad 4 se describen los dos tipos básicos de arquitectura de
computadoras ejemplificando cada uno. Y se hace una descripción funcional de
todas y cada una de sus partes elementales.
En la unidad 5 se hace una integración de las unidades anteriores en la
programación de un microcontrolador específico. Haciendo uso de un entorno
de desarrollo integrado para tal fin. Utilizando el lenguaje Ensamblador ya que
al ser de bajo nivel puedan tener una compresión mas profunda de lo que
ocurre a nivel Hardware y poder relacionarlo con el Software. En el laboratorio
A se llevarán a cabo los diferentes proyectos grupales que conciernen a esta
unidad.
En la unidad 6 finalmente se describe el lenguaje C luego de haber pasado por
el Ensamblador se busca un mayor nivel de abstracción para poder resolver
problemas de mayor complejidad. En el laboratorio A se llevarán a cabo los
diferentes proyectos grupales que conciernen a esta unidad.
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Contenidos de enseñanza:
UNIDAD Nº 1
Definición de sistema analógico y digital.
Generaciones de computadoras electrónicas
1º generación: Válvula
2º generación: Transistor
3º generación: Circuito Integrado
UNIDAD Nº 2
Familias lógicas TTL y CMOS
Características eléctricas:
•
•
•
•
•
Potencia
Velocidad
Tiempos de propagación
Disipación de potencia
Tensiones
Sistemas posicionales de numeración:
• Hexadecimal
• Decimal
• Octal
• Binario
Conversiones entre sistemas.
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UNIDAD Nº 3
Códigos binarios para la representación y procesamiento de la información:
Representación de números:
Naturales (código natural)
Enteros (signo y magnitud, complemento a 1, complemento a 2)
Reales (coma fija y flotante)
Operaciones aritméticas
Códigos de despliegue:
Siete segmentos
Representación de caracteres:
Código ASCII
Compresión de datos:
Código Huffman
Detección y corrección de errores:
Código Hamming
•
Compuertas Lógicas
Simbología
Tabla de verdad
Relaciones
•
Circuitos Lógicos
Combinacionales (sin memoria)
Secuenciales (con memoria)
Simulación de circuitos digitales.
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UNIDAD Nº 4
Arquitectura de la computadora
Harvard
Von Neumann
Descripción funcional de sus partes
•
Memoria
De lectura (ROM).
De lectura y escritura (RAM). Estática y Dinámica.
Tecnologías.
•
CPU
Unidad De Control (UC).
Unidad lógico aritmética (ALU).
•
Periféricos
Sistema Básico de Entrada/Salida (BIOS).
Puerto paralelo.
Puerto serie - Transmisor-Receptor Asíncrono Universal (UART).
Características eléctricas de los puertos.
Conversores analógico-digital y digital-analógico.
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UNIDAD Nº 5
Lenguaje Ensamblador
Representación mediante diagramas de flujo.
Aplicación a microcontroladores PIC
Función y uso del:
•
•
•
•
Editor
Compilador
Simulador
Grabador
UNIDAD Nº 6
Lenguaje C
Representación mediante diagramas de chapin.
Función y uso del compilador
•
•
•
•
•
•
•
Tipos de Datos y Declaraciones
Entrada y Salida
Control del Flujo
Vectores
Funciones
Manejo de Puertos
Archivos
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Objetivos:
Que los alumnos puedan relacionar e integrar conceptos de otras materias
actualmente en curso y/o ya cursadas como Técnicas Digitales y Laboratorio De
Computadoras.
Que los alumnos comprendan el funcionamiento a nivel hardware y software de
la computadora y la interacción entre sí.
Que los alumnos puedan aplicar los conceptos expuestos a la solución de
problemas concretos y se planteen nuevos interrogantes y/o problemas que los
conduzcan a la búsqueda de nuevos conocimientos.
Que los alumnos desarrollen buenos hábitos de trabajo grupal.
Y fundamentalmente que desarrollen una mente analítica y un buen criterio para
la resolución de problemas tecnológicos. Adaptándose a los cambios en las
situaciones en las que vivimos para obtener mejores resultados que los que
conseguirían usando solamente la memoria.
Evaluación:
La misma será oral o escrita, individual o grupal, teórica o práctica. Según el
caso. Conjuntamente con trabajos prácticos individuales y proyectos grupales.
Tiempo calendario:
1er trimestre: unidades 1,2 y 3.
2do trimestre: unidades 4, y 5.
3er trimestre: unidad 6.
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Bibliografía:
Andrew Stuart Tanembaum; Organización De Computadoras Un Enfoque
Estructurado; Editorial Prentice Hall.
William Stalling; Organización Y Arquitectura De Computadores; Editorial
Prentice Hall.
Morris Mano; Arquitectura de Computadoras; Editorial Prentice Hall.
Roger Tokheim; Fundamentos De Los Microprocesadores; Editorial Schaum.
Víctor Rossano; ELECTRONICA & MICROCONTROLADORES PIC; Editorial Mp
Ediciones S.A.
E. Palacios, F Remiro, L. López; Microcontrolador PIC16F84. Desarrollo de
proyectos; Editorial Ra-Ma.
Eduardo García Breijo; Compilador C CCS Y Simulador Proteus para
Microcontroladores PIC; Editorial MARCOMBO S.A.
I. Aguinaga, G. Martínez, J. Díaz; Aprenda a programar como si estuviera en
primero; Escuela Superior De Ingenieros De San Sebastián.
Marcelo Hernán Ruiz; Programación C; Editorial Mp Ediciones S.A.
H. Aparicio, A. Casabuono, C. Ferlat; Informática para Ingeniería Electrónica;
Editorial CEIT.
Andrés Mazzeo; Cómo funciona la PC; Editorial Mp Ediciones S.A.
Armado y reparación de PC; Fundación Union De Centros Educativos.
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