Lenguajes de Bajo Nivel - Profesor ROBERTO OSORNIO SOTO

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
PROGRAMA SINTÉTICO
CARRERA: Ingeniería en Computación.
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
SEMESTRE:
Tercero
OBJETIVO GENERAL:
El alumno formulará programas en lenguaje ensamblador, para integrarlos en aplicaciones de arquitecturas como
la X86 de Intel.
CONTENIDO SINTÉTICO:
I. Microprocesadores
II. Instrucciones de un microprocesador
III. Programación en lenguaje ensamblador.
IV. Codificación de operandos decisiones y repeticiones.
V. Macros
VI. Conversión de formato de datos
METODOLOGÍA:
Participación de los alumnos con la guía del profesor, en la búsqueda y análisis de la información que permita la
integración de los aspectos teóricos, prácticos, y la solución de problemas
EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN:
Tres exámenes departamentales.
Entrega de trabajos realizados en clase, tareas y prácticas de laboratorio.
Participación en actividades individuales y de equipo.
BIBLIOGRAFIA.
Barry B.Brey Los Microprocesadores Intel Arquitectura de Programación e Interfases Prentice Hall. 5ª Ed. 2004.
Andrew S. Tanenbaum Organización de Computadoras Pearson. 3ª Ed.2002.
Programmers Guia de Microsoft Masm 6.0 Microsoft Corporation. 2002.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA
Y ELÉCTRICA Unidad Culhuacan.
CARRERA: Ingeniería en Computación.
OPCIÓN:
COORDINACIÓN: Academia de Microprocesadores
DEPARTAMENTO: Ingeniería en Computación.
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel
SEMESTRE: Tercero
CLAVE:
CRÉDITOS: 9.0
VIGENTE:
TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica
MODALIDAD: Escolarizada
TIEMPOS ASIGNADOS
HORAS/SEMANA/TEORÍA: 3.0
HORAS/SEMANA/PRÁCTICA: 3.0
HORAS/SEMESTRE/TEORÍA: 54
HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA:54
HORAS/TOTALES: 90
PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR:
Academia de Microprocesadores de la ESIME Culhuacan
REVISADO POR: Subdirección Académica de ESIME Culhuacan
APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar de ESIME Culhuacan.
Ing. Fermín Valencia Figueroa
AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas del
Consejo General Consultivo.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
CLAVE
HOJA: 2 DE 11
FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA
La programación de una computadora puede efectuarse a diferentes niveles de abstracción, mientras la programación
se asemeje mas a la expresión humana será de más alto nivel; por el contrario, mientras se asemeje mas a la forma
en que debe adaptarse a los formatos de una computadora, será un lenguaje de más bajo nivel; los lenguajes de bajo
nivel se relacionan estrechamente con un tipo de computadora, o microprocesador, en particular. La lógica de
programación de la materia“fundamentos de programación” le permitirá al alumno obtener cierta técnica en la
estructuración de programas para esta materia. La fuerte comercialización de la familia de microprocesadores INTEL,
x86, hace indispensable su conocimiento y manejo a diversos niveles, desde su arquitectura, conjunto de
instrucciones hasta la programación a bajo nivel para mejor explotación en altos niveles. La aplicación de las
herramientas propuestas en las unidades de este curso permitirán la optimización de código y mejor organización de
variables, módulos y procedimientos en los programas elaborados, así como estructuración de datos más simples o
complejos, según sea requerido, y la disponibilidad de toda la potencialidad de operación para programas,
adecuadamente ensamblados, que podrán ser aplicados en las materias: gratificación, base se datos, compiladores,
métodos numéricos, etc.
El perfil de programa considera que el alumno tiene conocimientos propuestos en un lenguaje de alto nivel como
programación en lenguaje C. Las materias que le anteceden son fundamentos de programación, programación
orientada a objetos, de la misma manera las materias consecuentes son circuitos lógicos II, organización de
computadoras, y arquitectura de computadoras.
OBJETIVO DE LA ASIGNATURA
El alumno formulará programas en lenguaje ensamblador, para integrarlos en aplicaciones de arquitecturas como la
X86 de Intel.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
CLAVE:
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
No. UNIDAD I
HOJA: 3 DE 11
NOMBRE: Microprocesadores.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno describirá las arquitecturas de los microprocesadores de distintas familias así explicará la
arquitectura de Von Newman, a través de diferentes tipos de direccionamiento y diversas interrupciones.
No.
TEMA
1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.1.5
Historia de los microprocesadores comerciales.
Microprocesadores: 8085, 8080,8086.
Microprocesadores: 80386, 80486, Pentium
Microprocesadores: 68000, Power PC
La ley de Moore
1.2
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
1.2.5
1.2.6
1.2.7
Arquitectura del microprocesador Von Newman
Registro de direccionamiento a memoria.
Registros de instrucciones.
Contador de programa.
Unidad aritmética y lógica.
Unidad de control.
Registro de banderas.
Registro de propósito especial.
TEMAS
T
3.0
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
3.0
1B,2B
3.0
3.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Recopilación de información general de distintas arquitecturas de microprocesadores, discusión en clase, con la
guía del profesor, de las características, ventajas y desventajas. Explicación por parte del profesor, de la
arquitectura de Von Newmann, proponiendo posteriormente ejercicios de relación entre sus unidades funcionales.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El primer examen departamental abarcará las unidades I y II. Se evaluarán los ejercicios que el alumno realice, así
como su participación en grupos de discusión, además de la búsqueda de información, exposición en clase y la
elaboración de las prácticas de laboratorio
.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
No. UNIDAD I
CLAVE:
HOJA: 4 DE 11
NOMBRE: Microprocesadores.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno describirá las arquitecturas de los microprocesadores de distintas familias así como explicar la
arquitectura de Von Newman, a través de diferentes tipos de direccionamiento y diversas interrupciones.
No.
TEMA
1.3
1.3.1
1.3.2
1.3.3
Direccionamiento en memoria.
Dirección base y corrimiento.
Direcciones de periféricos.
Registro de pilas (Stack).
1.4
1.4.1
1.4.2
1.4.3
Codificación de instrucciones.
Constantes inmediatas.
Operandos en registros.
Operandos en memoria.
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5.1
1.5.2
1.5.3
1.5.4
Interrupciones.
Interrupciones enmascarables.
Interrupciones no enmascarables.
Excepciones.
Controlador de interrupciones.
3.0
3.0
3.0
TEMAS
T
3.0
HORAS
P
3.0
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
3.0
1B,2B
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Recopilación de información general de distintas arquitecturas de microprocesadores, discusión en clase, con la
guía del profesor, de las características, ventajas y desventajas. Explicación por parte del profesor, de la
arquitectura de Von Newmann, proponiendo posteriormente ejercicios de relación entre sus unidades funcionales.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El primer examen departamental abarcará las unidades I y II. Se evaluarán los ejercicios que el alumno realice, así
como su participación en grupos de discusión, además de la búsqueda de información, exposición en clase y la
elaboración de las prácticas de laboratorio
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
No. UNIDAD II
CLAVE:
HOJA: 5 DE 11
NOMBRE: Instrucciones de un microprocesador.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno empleará diversas instrucciones del microprocesador en programas y ejercicios
utilizando para ello un simulador de lenguaje ensamblador como MASM, Turbo Assammbler.
No.
TEMA
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.5.1
2.6
2.6.1
2.6.2
2.7
2.7.1
2.7.2
2.7.3
2.8
TEMAS
Instrucciones de movimiento de datos.
Instrucciones aritméticas.
Instrucciones lógicas.
Instrucciones de cadenas.
Instrucciones de control del contador de programa.
Instrucciones de control del procesador.
Instrucciones de entrada/salida.
Puerto serial.
Puerto paralelo.
Instrucciones de interrupción.
BIOS y DOS.
Teclado, pantalla e impresora.
Discos.
Instrucciones de rotación y desplazamiento.
T
3.0
HORAS
P
6.0
sencillos,
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
3.0
1B,2B
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
4.5
4.5
4.5
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Explicación del uso de cada conjunto de instrucciones por parte del profesor. Realización de ejercicios y
programación en el simulador convenido, por equipo el alumno propondrá una explicación sencilla.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Se evaluará el desempeño del alumno observando la metodología empleada en cada conjunto de ejercicios y en su
sencilla aplicación. Se realizará un examen que abarcará los conocimientos adquiridos en las unidades I y II, así
como los resultados obtenidos en las prácticas de laboratorio.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
No. UNIDAD III
CLAVE:
HOJA: 6 DE 11
NOMBRE: Programación en lenguaje ensamblador.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno construirá diversos programas, y obtendrá el programa ejecutable (ensamblado) para cada
microprocesador descrito.
No.
TEMA
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
TEMAS
Formato de lenguaje fuente.
Marco de un programa.
Definición de datos.
Pseudo operaciones.
Programa principal.
Manejo de propuestas.
Ensamblador, ligado y ejecución.
HORAS
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
T
P
EC
1.5
1.5
1.5
1B,2B
3.0
3.0
3.0
1.5
1.5
1.5
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Explicación del procedimiento para ensamblar un programa por parte del profesor, en una arquitectura particular.
Realización de diversos ejercicios propuestos. Análisis de resultado en diversos microprocesadores.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El segundo examen departamental abarcará la unidad III evaluando conocimientos adquiridos. Se evaluará la
habilidad del alumno en el diseño y ensamble de programas, así como los resultados obtenidos en las prácticas.
Evaluación de ejercicios y resultados.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
No. UNIDAD IV
CLAVE:
HOJA: 7 DE 11
NOMBRE: Codificación de operandos, decisiones y repeticiones.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno diseñará un algoritmo para un problema definido, lo construirá y ensamblará en un lenguaje de
alto nivel, como C.
No.
TEMA
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
TEMAS
Direcciones de operandos.
Nombres simbólicos y constantes.
Atributos de variables.
Decisiones.
Saltos.
Repeticiones.
T
1.5
HORAS
P
1.5
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
1.5
1B,2B,3B
3.0
4.5
3.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Recopilación de información acerca de instrucciones de decisión, en diversos microprocesadores. Explicación del
uso de instrucciones en arquitecturas basadas en la plataforma Intel por el profesor. En equipos de discusión se
enlistarán las ventajas y desventajas. Propuesta de distintos ejercicios de uso, así como una aplicación final, por
parte del alumno bajo la guía del profesor.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Se evaluará el desempeño del alumno en los equipos de discusión, además de la metodología para resolver los
ejercicios y las aplicaciones propuestas, así como los resultados obtenidos en el laboratorio.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
No. UNIDAD V
CLAVE:
HOJA: 8 DE 11
NOMBRE: Macros.
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno construirá diversos macros como parte de la optimización de un programa en lenguaje
ensamblador.
No.
TEMAS
TEMA
5.1
Definición y operación de macros.
5.2
Como crear macros.
5.2.1
Asignación de variables y constantes para el
ensamblador.
5.2.2
Uso de parámetros en macros
5.2.3
Evaluación de parámetros en macros
5.3
Macros y subrutinas.
5.4
Ejercicios con macros.
T
1.5
3.0
3.0
3.0
HORAS
P
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
4.5
EC
1.5
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
1B,2B,3B
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Recopilación de información de los conceptos fundamentales del macro, en diferentes lenguajes. Discusión en
equipos de las distintas características. Explicación de la obtención de un macro en ensamblador por parte del
profesor, así como su uso. Propuesta de distintos ejercicios de uso, así como una aplicación final, por parte del
alumno bajo la guía del profesor.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
El tercer examen departamental abarcará la unidades IV y V. Se evaluará la participación del alumno en la discusión
establecida, así como los ejercicios desarrollados y sus prácticas de laboratorio.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
No. UNIDAD V I
CLAVE:
HOJA: 9 DE 11
NOMBRE: Conversión de formato de datos
OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD
El alumno explicará las formas de empacar y desempacar datos alfabéticos en el lenguaje ensamblador, la
codificación decimal, binaria y hexadecimal y efectuará conversiones entre códigos usando el lenguaje
ensamblador.
No.
TEMA
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
TEMAS
ASCII y datos desempacados.
Datos empacados y desempacados.
Decimal, binario y hexadecimal.
Decimal codificado en binario.
Utilerías.
T
3.0
HORAS
P
3.0
CLAVE BIBLIOGRÁFICA
EC
3.0
3B
3.0
4.5
3.0
ESTRATEGIA DIDÁCTICA
Realización de ejercicios elaboración de un programa que aborde un problema científico o tecnológico mediante su
participación en equipo, donde los trabajos de cada uno de los equipos se integrarán para formar la aplicación final.
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
Se evaluará el procedimiento para obtener la solución de la aplicación, así como la participación en clase, y los
resultados obtenidos en las prácticas de laboratorio.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
CLAVE:
HOJA: 10 DE 11
RELACIÓN DE PRÁCTICAS
PRACT.
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
NOMBRE DE LA PRÁCTICA
Ensamblador y su ambiente
Programación básica de
ensamblador.
Manejo de Interrupciones
Rutinas de servicio
Programación de rutinas
Manejo de sistema
Programación de Macros
Manejo de cadenas y datos
Comunicación con dispositivos
periféricos
UNIDAD
DURACIÓN
LUGAR DE REALIZACIÓN
I
I
1.5
6.0
Todas las prácticas se
realizarán en el
Laboratorio de Computación
II
II
III
IV
V
VI
VI
7.5
9.0
6.0
6.0
10.5
3.0
4.5
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel.
PERÍODO UNIDAD
CLAVE:
HOJA: 11 DE 11
PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN
I
I y II
10% - Análisis de información y exposición de temas.
10% - Programas y ejercicios desarrollados en clase y extra clase.
50% - Examen del periodo.
30% - Prácticas de laboratorio
II
III
10% - Programas y ejercicios desarrollados en clase y extra clase.
60% - Examen del periodo.
30% - Prácticas de laboratorio
III
IV y V
60% - Proyecto práctico terminado.
40% - Examen del periodo.
CLAVE
B
C
BIBLIOGRAFÍA
1
X
Barry B.Brey Los Microprocesadores Intel Arquitectura de Programación e Interfases
Prentice Hall., 5ª Ed. 2004.
2
X
Andrew S. Tanenbaum Organización de Computadoras Pearson, 3ª Ed.2002.
3
X
Programmers Guia de Microsoft Masm 6.0 Microsoft Corporation, 2002.
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y
CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS
PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA
1. DATOS GENERALES
ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Unidad Culhuacan.
CARRERA:
ÁREA:
Ingeniería en Computación
BÁSICAS C. INGENIERÍA
SEMESTRE
D. INGENIERÍA
ACADEMIA: Microprocesadores
Tercero
C. SOC. y HUM.
ASIGNATURA: Lenguajes de Bajo Nivel
ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO:
Licenciatura ó Maestría en Sistemas Digitales,
Electrónica o Computación
2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA
El alumno formulará programas en lenguaje ensamblador, para integrarlos en aplicaciones de
arquitecturas como la X86 de Intel.
3. PERFIL DOCENTE:
CONOCIMIENTOS
EXPERIENCIA
PROFESIONAL
HABILIDADES
Diseño de sistemas
digitales.
Electrónica
Electrónica digital
Computación
ACTITUDES
Diseño de sistemas
Responsable
Liderazgo
Respetuoso
Programador de sistemas
de cómputo
Manejo de grupo
Compromiso Social
Áreas afines en el sector
privado o público
Conocimientos de
cómputo
ELABORÓ
__________________________
ING. CARLOS A. ESTRADA ARRIAGA
PRESIDENTE DE LA ACADEMIA DE
MICROPROCESADORES
REVISÓ
__________________________
M. EN C. ALBERTO PAZ GUTIÉRREZ
SUBDIRECTOR ACADÉMICO.
AUTORIZÓ
________________________
ING. FERMÍN VALENCIA FIGUEROA
DIRECTOR
FECHA:
Marzo de 2004