U G Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías

UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías
División Electrónica y Computación
Carrera(s): Ingeniería en Computación
1. INFORMACIÓN DEL CURSO
Título: Arquitectura de
computadoras, clave I7023
Departamento: Ciencias
Computacionales
Horas teoría: 51
Conocimientos mínimos requeridos
Número de créditos: 8
Prerrequisitos: Ninguno
Tipo: Curso (teórico – práctico)
Nivel: Básica particular
Horas práctica: 17
Total de horas (semestre): 68
Programación, Matemática Discreta
2. DESCRIPCIÓN
Objetivo General
El estudio de las arquitecturas de computadoras basadas en microprocesadores de 16 y 32 bits en plataformas
típicas comerciales.
Contenido temático (a nivel subcapítulos que se abordará en el desarrollo del programa y su estructura
conceptual)
1. Introducción a la estructura de computadores
a. Niveles de descripción de un computador
b. Estructura básica de un computador convencional
c. Evolución histórica: tecnología, estructura y arquitectura
d. Lenguajes de descripción hardware
2. Aritmética para computadoras
a. Introducción
b. Números con signo y sin signo, Complemento a 1 y Complemento a dos,
BCD, Hexadecimal
c. Operaciones Básicas (Suma, Resta, Multiplicación, División)
d. Construcción de una unidad Aritmética y Lógica (ALU)
e. Numero de Coma Flotante (32-bits y 64-bits)
3. Formato de instrucciones y modos de direccionamiento
a. Introducción al repertorio de instrucciones
b. Lenguaje ensamblador
c. Formato de las instrucciones: diseño del repertorio
d. Modos de direccionamiento.
e. Soporte de los modos de direccionamiento a los lenguajes de alto nivel
4. Formato de los datos y clases de instrucciones
a. Tipos de datos y formatos de representación.
i. Ordenamiento de Datos (Big-Endian, Little Endian, Bi-Endian)
b. Instrucciones que operan sobre datos, control del flujo.
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c. Soporte de las instrucciones de control a las construcciones de alto nivel
5. Rendimiento del procesador.
a. Medidas del rendimiento de un computador
b. Patrones de medida (Benchmarks)
c. Influencia en el rendimiento de las alternativas de diseño
d. Influencia de los compiladores de lenguajes de alto nivel
e. Procesadores RISC y CISC
i. Arquitectura interna de la familia de procesadores, Arquitectura Intel Netburst.
Diseños de 16 y 32 bits
f. Caso real de un procesador Intel Netburst basado en x86 y ARM
g. Parámetros técnicos de los Procesadores y SPEC para rendimientos
actuales.
6. Organización de la memoria: memoria principal.
a. Características generales de las memorias
b. Organización interna de la memoria principal.
c. Diseño de memorias
d. Detección y corrección de errores.
7. Memoria Caché.
a. Principios básicos de funcionamiento de la memoria caché
b. Elementos de diseño.
c. Factores que determinan el rendimiento de la memoria caché.
d. Ejemplos de sistemas de memoria caché.
8. Memoria Virtual
a. Gestión de memoria
b. Memoria virtual
c. Memoria virtual segmentada
d. Memoria con segmentos paginados
9. Organización de la Entrada/salida y control de Perifericos
a. Buses de comunicación
i. Estructura de un bus
ii. Protocolos de transferencia
iii. Protocolos de arbitraje
iv. Jerarquía de buses
v. Buses normalizados
b. E/S controlada por programa
c. E/S por interrupción: gestión de interrupciones
d. E/S por acceso directo a memoria (DMA): motivación
e. Procesadores de E/S: tipos y estructura.
f. Tipos de dispositivos de E/S y sus características
g. Diseño de un sistema de E/S
11. Multiprocesadores
h. Introducción
i. Las dificultades edición de Programas de procesamiento Paralelo
j. SISD, MIMD, SIMD, SPMD, y Vectorial
k. Hardware Multithereading
l. Programar multiprocesadores
m. Multiprocesadores conectados por un solo bus
n. Multiprocesadores conectados por una red
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o. Introducción a unidades de Procesamiento grafico GPU
p. Clusters, Warehouse Scale Computers, Procesadores de Paso de Mensaje
(Message-Passing Multiprocessors)
q. Introducción a Multiprocesadores de Red ( IXP1200, IXP2400 o IXP2800 )
Desempeño de Multiprocesadores y Modelos de Rendimiento
Modalidades de enseñanza aprendizaje
Cátedra.
Modalidad de evaluación
Resolución de exámenes, tareas, proyectos.
Competencia a desarrollar
Identificar las diversas arquitecturas de computadoras, así como comprensión del funcionamiento básico de
los sistemas con microprocesadores y sus parámetros de medición y eficiencia de éstos
Campo de aplicación profesional
Arquitectura y Programación de Sistemas.
3. BIBLIOGRAFÍA
Título
Computer Organization & Architecture.
Designing for performance.
http://www.williamstallings.com/COA6
e.html
Organización y diseño de
computadores la interfaz
hardware/software
Los microprocesadores INTEL
8086/8088, 80186, 80286, 80386 y
80486. Arquitectura, programación e
interfaces
Embedded Systems Design: An
Introduction to Processes Tools and
Techniques
Multi-Core Processors and NextGeneration Systems.
http// DDJ Multi-Core Processors and
Next-Generation Systems.htm
Elaboró:
Fecha de creación:
Autor
Editorial
Año de la edición
más reciente
Stalling, W.
Prentice-Hall; 6ª
edition.
2002
David A. Patterson John
L. Hennessy
Mc Graw Hill
Barry B. Brey
Prentice Hall
Hisp.
Berger, A
CMP Books
2002
Jonathan Hoysradt
Dr. Juan José Raygoza Panduro
Octubre 2011
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Fecha de evaluación:
Participantes de la
evaluación:
Fecha de la
Modificación:
Participantes en la
modificación:
1 del Julio del 2015
José Juan Meza Espinosa/Roberto Patiño Ruiz/Jorge Ernesto Lopez Arce Delgado
29 de Julio del 2015
José Juan Meza Espinosa/Roberto Patiño Ruiz/Jorge Ernesto Lopez Arce Delgado
Formato con base en el Artículo 21 del Reglamento General de planes de estudios de la U.de G.
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