Introducció als Computadors (IC)

Que l'alumne sigui capaç de:
- Comprendre el funcionament i saber dissenyar els circuits digitals combinacionals i seqüencials que s'utilitzen al disseny d'un computador senzill basat en els processadors SISP-1-1 i SISP-1-2.
- Comprendre el llenguatge màquina i ensamblador SISA-1, l'estructura interna a nivell de circuits digitals dels processadors SISP-1.1 i SISP-1.2 i como s'executen les instruccions a aquests processadors.

Coneixements

1. Definir amb paraules pròpies què és un senyal elèctric analògic, digital, síncron i asíncron. Comprendre la necessitat de codificació de la informació.
2. Comprendre el sistema convencional en base b per a la representació de números naturals i saber com es realitzen les operacions aritmètiques bàsiques en binari.
3. Saber què es un circuit lògic combinacional i ser capaç d"analitzar i dissenyar circuits de poques entrades a partir de portes NOT, AND i OR o d"una memòria ROM.
4. Saber què es un circuit lògic seqüencial i ser capaç d"implementar circuits amb poques entrades i pocs estats a partir de portes NOT, AND i OR o memòries ROM i biestables D activats per flanc.
5. Saber analitzar i dissenyar circuits amb blocs combinacionals i seqüencials que manipulen paraules de n bits (v.g. n=16). Saber analitzar i dissenyar processadors de propòsit específic formats por Unitat de Procés i Unitat de Control. La unitat de procés es construeix mitjançant un disseny ad-hoc amb blocs combinacionals i seqüencials i la unitat de control s"especifica mitjançant un graf d"estats.
6. Comprendre el sistema de numeració signe i magnitud en decimal i binari i el sistema complement a 2 per a la representació de números naturals i saber com es realitzen les operacions aritmètiques bàsiques en complement a 2.
7. Saber les similituds i diferències entre un processador de propòsit específic i un de propòsit general i saber justificar: la conveniència del seqüènciament implícit, la codificació de les instruccions mitjançant un format compacte i l"existència d"una memòria de dades juntament amb les seves instruccions d"accés load i store.
8. Saber el joc d"instruccions del llenguatge màquina SISA-1 i la seva especificació a llenguatge ensamblador i conèixer els processos involucrats a l"execució d"un programa escrit a un llenguatge d"alt nivell.
9. Comprendre l"estructura interna i el funcionament del processador SISP-1-1, al que cada instrucció triga un cicle a executar-se. Comprendre l"estructura i el funcionament d"un computador senzill basat al processador SISP-1-1.
10. Comprendre l"estructura interna del processador SISP-1-2, al que cada instrucció triga diversos cicles a executar-se i no totes triguen el mateix número de cicles. Comprendre l"estructura i el funcionament d"un computador senzill basat al processador SISP-1-2.

Habilitats

1. Fer servir amb facilitar el simulador de circuits digitals Logic Works 4. Ser capaç de crear els components bàsics d"un computador pedagògic i simular el seu funcionament.

Competències

1. Capacitat per a crear i utilitzar models de la realitat.
2. Capacitat per a entendre problemes: davant l"enunciat d"un problema, distingir les dades (o els elements de partida), les incògnites (o el que es demana) i les hipòtesi i lleis aplicables.
3. Capacitat per a construir raonaments informals o semiformals però precisos, i jutjar la validesa d"un raonament informal o semiformal.
4. Capacitat d"abstracció. Capacitat d"enfrontar-se a problemes nous recorrent conscientment a estratègies que han estat útils en problemes resolts anteriorment.
5. Capacitat d"organització del treball personal: capacitat per a establir prioritats entre diverses tasques, per planificar el temps i per elaborar i organitzar el propi material de treball.
6. Capacitat per a estudiar de diverses fonts, identificant quan la informació rebuda a classe no és suficient i cercant informació complementària.
7. Capacitat per a treballar efectivament en grups petits de persones per a la resolució d"un problema de dificultat mitjana.
8. Capacitat per presentar per escrit, de forma clara i correcta, els resultats de la pròpia feina (a nivell de documentar un lliurament de pràctiques).

(-)

Al càlcul de la nota final de l'assignatura intervenen les següents notes (totes elles sobre 10).

NF = nota final de l'assignatura.
NB = nota final de teoria i problemes dels objectius de nivell B (nivells de coneixement i comprensió).
NA = nota final de teoria i problemes dels objectius de nivell A (nivell d'aplicació).
NL = nota final de laboratori.

NF = 0.6 x NB + 0.2 x NA + 0.2 x NL

La nota NB, es pot obtenir de dues formes, mitjançant avaluació continuada o mitjançant un examen final dels objectius de nivell B. La nota NA s'obté mitjançant un examen final dels objectius de nivell A (l'examen final té dues parts diferenciades).

Es pot obtenir la nota NB de l'avaluació continuada com la nota mitjana ponderada de les 8 proves individuals de final de tema (PFTs) si aquesta nota és igual o superior a 6. Els coeficients de ponderació de les 8 proves són 1, 1, 1'5, 1, 1'5, 1, 1'5 i 1'5, respectivament. Si l'estudiant es presenta a l'examen final dels objectius de nivell B, obté d'aquest examen la nota NB, renunciant a la seva nota d'avaluació continuada.

La nota NL s'obté de la mitjana de les notes de cada una de les 6 pràctiques de laboratori. La nota de cada pràctica (NLi per a i=1...6) es calcula com:

NLi = 0.65 x PPi + 0.35 IFi si a l'inici de la sessió es lliura l'informe previ emplenat.
NLi = 0        si no es lliura.

PPi és la nota de la prova prèvia individual que es realitza a l'inici de la sessió i que consta de preguntes semblants a les de l'informe previ.

IFi és la nota de l'informe final emplenat durant la sessió de laboratori pels dos membres del grup.

Per fomentar el treball cooperatiu el professor aplicarà diferents tècniques, podent valorar de forma subjectiva aquest aspecte amb un màxim de 0.5 punts per estudiant. Aquesta nota es sumarà a la nota final, NF, sempre que no superi els 10 punts.

Qualsevol intent de frau realitzat durant el curs comportarà l'aplicació de la normativa acadèmica general de la UPC i l'inici d'un procés disciplinari.

(-)