Nombre de la asignatura - Instituto Tecnólogico de La Laguna

1. D A T O S D E L A
ASIGNATURA
Nombre de la asignatura : Arquitectura de Computadoras I
Carrera : Ingeniería en Sistemas Computacionales
Clave de la asignatura : SCC-9337
Horas teoría-Horas práctica-Créditos : 4-0-10
2. U B I C A C I O N D E L A A S I G N A T U R A
a) RELACION CON OTRAS ASIGNATURAS DEL PLAN DE ESTUDIO
ANTERIORES
ASIGNATURAS
TEMAS
Sistemas Digitales
Circuitos
-
POSTERIORES
ASIGNATURAS
TEMAS
Arquitectura de
computadoras 2
Aritmética digital
Contadores y
registros
Dispositivos de
memoria
-
Interrupciones
Dispositivos de
memoria
b) APORTACION DE LA ASIGNATURA AL PERFIL DEL EGRESADO
Facilita la comprensión para el diseño de arquitecturas de equipos de cómputos.
3. O B J E T I V O (S)
G E N E R A L E S(ES)
DEL
CURSO
Analizar el funcionamiento lógico de los componentes de una unidad central de proceso y su
interacción con otros dispositivos.
4. T E M A R I O.
NUMERO
TEMAS
SUBTEMAS
I
Transferencia de registros y micooperaciones
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
II
Organización Básica y Diseño del
computadora
2.1 Códigos de Instrucción
2.2 Instrucciones del computador
2.3 Unidad de control y sincronización de
tiempo
2.4 Ejecución de instrucciones
2.5 Entrada-Salida e Interrupción
2.6 Diseño del computador
III
Organización del Procesador Central
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
Organización del bus del Procesador
Unidad Aritmética Lógica (ALU)
Organización de la pila.
Formatos de instrucción
Modos de direccionamiento
Manipulación y Transferencia de datos
Control del programa
Organización del microprocesador
Procesamiento en paralelo
IV
Organización del Control del microprograma
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
Memoria de control
Secuenciación de la dirección
Ejemplo de un microprograma
Secuenciador del microprograma
Formatos de microinstrucción
Ayudas del Software
Ventajas y Aplicaciones
V
Organización de Entrada/Salida
5.1 Dispositivos periféricos
5.2 Interfase I/O
5.3 Transferencia asíncrona de datos
5.4 Acceso directo a memoria
5.5 Interrupción prioritaria
5.6 Procesador de Entrada/Salida
5.7 Organización del sistema multiprocesaodor
5.8 Procesador para comunicación de datos.
5. A P R E N D I Z A J E S
RE QUERIDOS
Lenguaje de Transferencia de registros
Transferencia entre registros
Micro-operaciones aritméticas
Micro-operaciones lógicas
Micro-operaciones de Desplazamiento
Funciones de control
Sistemas Digitales
6. S U G E R E N C I A S
-
Investigación bibliográfica sobre temas selectos y de aplicación
Exposición de temas por equipo
Exposición del tema con sesión de preguntas
Visitas a empresas para confirmar la teoría con la práctica y elaborar informes
Resolución de problemas de libros relacionados con la materia
Práctica de laboratorio
Utilización de software para el diseño y/o análisis de los temas del curso
7. S U G E R E N C I A S
-
DIDACTICAS
DE
EVALUACION
Evaluación de informes sobre tareas o trabajos de investigación
Informes sobre prácticas de laboratorio realizadas
Evaluación en el laboratorio
Evaluación escrita
Desempeño y participación del alumno en el aula
Evaluación de prácticas realizadas con ayuda del software
NOTA: Los dos puntos anteriores deberán ser elaborados y enriquecidos por la academia, en coordinación
con el departamento de desarrollo académico.
8. U N I D A D E S
DE
APRENDIZAJE
NUMERO DE UNIDAD: I
NOMBRE DE LA UNIDAD: TRANSFERENCIA DE REGISTROS Y MICRO-OPERACIONES
BIBLIOGRAFIA
OBJETIVO EDUCACIONAL
Desarrollar programas con microoperaciones
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE (BASICA Y COMPLEMENTARIA)
1
2
3
1.1 Utilizar las micro-operaciones
aritméticas, lógicas, de
desplazamiento y control para
implementar las interrupciones
y transferencias
NUMERO DE UNIDAD: II
NOMBRE DE LA UNIDAD: ORGANIZACIÓN BÁSICA Y DISEÑO DE UN COMPUTADOR
OBJETIVO EDUCACIONAL
Diseñará un computador simple
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
BIBLIOGRAFIA
(BASICA Y COMPLEMENTARIA)
1
2.1 Explicar códigos de instrucción
2
del computador
3
2.2 Ejecutar instrucciones
4
5
NUMERO DE UNIDAD: III
NOMBRE DE LA UNIDAD: ORGANIZACIÓN DEL
OBJETIVO EDUCACIONAL
PROCESADOR CENTRAL
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Diseñará el diagrama de bloques
3.1
de un procesador central.
3.2
BIBLIOGRAFIA
(BASICA Y COMPLEMENTARIA)
IDEM
Construir el diagrama de
bloques de una ALU.
Explicar los modos de
direccionamiento
UNIDAD II
NUMERO DE UNIDAD: IV
NOMBRE DE LA UNIDAD: ORGANIZACIÓN DEL CONTROL DEL MICROPROGRAMA
OBJETIVO EDUCACIONAL
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
Desarrollará microprogramas para 4.1 Comprender los formatos de
controlar las operaciones del CPU
microinstrucciones
4.2 Dar ejemplos de aplicación de
microprogramas
BIBLIOGRAFIA
(BASICA Y COMPLEMENTARIA)
IDEM
UNIDADII
NUMERO DE UNIDAD: V
NOMBRE DE LA UNIDAD: ORGANIZACIÓN DE ENTRADA -SALIDA
OBJETIVO EDUCACIONAL
ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE
BIBLIOGRAFIA
(BASICA Y COMPLEMENTARIA)
Describirá la transferencia de 5.1 Conocer los conceptos de
información a equipos periféricos
conversión a/d y d/a.
5.2 Comprender el funcionamiento
de cada uno de los tipos de
conversión, así como sus
aplicaciones
5.3 Programar las interrupciones
prioritarias
5.4 Comprender la transferencia
sincrónica
9. B I B L I O G R A F I A
BASICA
Y
6
IDEM
UNIDAD II
COMPLEMENTARIA
1.- M. Morris Mano
Arquitectura de computadores
Ed. Prentice Hall
2.- Andrew S. Tanenbaum
Organización de computadoras
Segunda Edición
Ed. Prentice Hall
3.- Kai hwng/Faye A. Briggs
Arquitectura de computadoras y procesamiento en paralelo
Ed. Mc Graw Hill.
4.- Notas y apuntes del Ing. Luis E. Mancilla
Tecnológico de León, Gto.
5.- A. J. Van de Gor
Computer Architecture and Design
6.- Ronal J. Tocci
Sistemas Digitales. Principios y Aplicaciones
Ed. Prentice Hall
10. P R A C T I C A S
PROPUESTAS
Para este punto, la academia correspondiente deberá elaborar las guías de prácticas en base a la
metodología oficial emitida para tal efecto.
UNIDAD I
PRACTICA I
El alumno simulará la transferencia de bits de un registro A a un registro B, utilizando registros y otros
circuitos integrados.
PRACTICA 2
El alumno diseñará y construirá un circuito para:
a) Sumar 2 números
b) Realice corrimientos
UNIDAD II
PRACTICA 1
El alumno verificará la estructura física de los computadores con sus componentes elementales
PRACTICA 2
El alumno, con lenguaje ensamblador, realizará un programa para mandar datos a impresora utilizando el
comando OUT (simular interrupción)
UNIDAD III
PRACTICA 1
El alumno construirá un circuito con ALU para comprobar su funcionamiento
PRACTICA 2
El alumno realizará programas con lenguaje ensamblador para comprobar transferencia de datos utilizando
los diferentes modos de direccionamiento: directo, indirecto, índice, etc., de acuerdo al microprocesador con
el que se esté trabajando.
UNIDAD IV
PRACTICA 1
El alumno desarrollará un circuito que realice los microprogramas que generan una instrucción (Ej.,
instrucción MOV A,B)
UNIDAD V
PRACTICA 1
El alumno conocerá el funcionamiento de los CAD y los CDA, utilizando para ello los circuitos básicos y
convertidores de circuitos integrados.
PRACTICA 2
Utilizar el circuito de la práctica 1 de la unidad III para lo siguiente:
Mandar datos del teclado al puerto y de estos a la ALU y realizar las operaciones lógicas y
aritméticas.
NOTA: Esta práctica tiene la finalidad de utilizar las interrupciones para obtener los datos del teclado, el
comando OUT para mandar datos al puerto y la interface de un circuito externo con el puerto de la
computadora.
Se recomienda que se tengan displays a la salida de los puertos y a la salida de la ALU para mostrar las
transferencias.
PRACTICA 3
El circuito anterior pero agregue retroalimentación, es decir, el resultado de la ALU mándelo al puerto con el
comando IN y muestre el resultado en la pantalla.
ARQUITECTURA DE
COMPUTADORAS I
ANALIZANDO EL CONTENIDO DEL PROGRAMA LA PROPUESTA ES LA SIGUIENTE:
Se agrega el tema de convertidores mismo que se reconoce con el nombre de “Sincronización con el
mundo Analógico”, donde se incluye en la unidad V de Organización de Entrada-Salida de la materia de
Arquitectura de Computadoras I.
También se tiene contemplada la elaboración de una práctica, misma que se puede observar en el
punto 10 de prácticas propuestas.
La manera en que se justifica este cambio es debido a que el tema “Sincronización con el mundo
Analógico” es conveniente ser impartido durante ese mismo semestre, ya que es el último tema de la
materia de Sistemas Digitales y posteriormente se imparten 4 temas de la “Organización de Entrada-Salida
en Arquitectura de Computadoras I, por lo que es necesario ubicarlo dentro de los subtemas de Periféricos e
Interfaces de I/O dada la relación que se tienen con éstos, considerando así la necesidad de una
modificación en las materias de Sistemas Digitales y Arquitectura de Computadoras I.
Con respecto al punto 10 Prácticas Propuestas, se anota la práctica 1 en la Unidad V, donde el alumno
comprenderá de manera más clara la relación con el mundo Analógico.
De ésta manera el programa de Arquitectura de Computadoras I tendrá como lo siguiente:
UNIDAD 1:
UNIDAD 2:
UNIDAD 3:
UNIDAD 4:
UNIDAD 5:
TRANSFERENCIA DE REGISTROS Y MICRO-OPERACIONES
ORGANIZACIÓN BASICA Y DISEÑO DEL COMPUTADOR
ORGANIZACIÓN DEL PROCESADOR CENTRAL
ORGANIZACIÓN DEL CONTROL DEL MICRO PROGRAMA.
ORGANIZACIÓN DE ENTRADA-SALIDA.
Los subtemas de cada unidad se anotan en el punto 4 de Temario descrito anteriormente.