Introducción a los Computadores (IC)

Que el alumno sea capaz de:

- Comprender el funcionamiento y saber diseñar los circuitos digitales combinacionales y secuenciales que se utilizan en el diseño de un computador sencillo basado en los procesadores SISP-1-1 y SISP-1-2.

- Comprender el lenguaje máquina y ensamblador SISA-1, la estructura interna a nivel de circuitos digitales de los procesadores SISP-1.1 y SISP-1.2 y como se ejecutan las instrucciones en estos procesadores.

Conocimientos

1. Definir con palabras propias qué es una señal eléctrica analógica, digital, síncrona y asíncrona. Comprender la necesidad de codificación de la información.
2. Comprender el sistema convencional en base b para la representación de números naturales y saber cómo se realizan las operaciones aritméticas básicas en binario.
3. Saber qué es un circuito lógico combinacional y ser capaz de analizar y diseñar circuitos de pocas entradas a partir de puertas NOT, AND y OR o de una memoria ROM.
4. Saber qué es un circuito lógico secuencial y ser capaz de implementar circuitos con pocas entradas y pocos estados a partir de puertas NOT, AND y OR o memorias ROM y biestables D activados por flanco.
5. Saber analizar y diseñar circuitos con bloques combinacionales y secuenciales que manipulan palabras de n bits (v.g. n=16). Saber analizar y diseñar procesadores de propósito específico formados por Unidad de Proceso y Unidad de Control. La unidad de proceso se construye mediante un diseño ad-hoc con bloques combinacionales y secuenciales y la unidad de control se especifica mediante un grafo de estados.
6. Comprender el sistema de numeración signo y magnitud en decimal y binario y el sistema complemento a 2 para la representación de números naturales y saber como se realizan las operaciones aritméticas básicas en complemento a 2.
7. Saber las similitudes y diferencias entre un procesador de propósito específico y uno de propósito general y saber justificar la conveniencia del secuenciamiento implícito, la codificación de las instrucciones mediante un formato compacto y la existencia de una memoria de datos junto con sus instrucciones de acceso load y store.
8. Saber el juego de instrucciones del lenguaje máquina SISA-1 y su especificación en lenguaje ensamblador y conocer los procesos involucrados en la ejecución de un programa escrito en un lenguaje de alto nivel.
9. Comprender la estructura interna y el funcionamiento del procesador SISP-1-1, en el que cada instrucción tarda un ciclo en ejecutarse. Comprender la estructura y el funcionamiento de un computador sencillo basado en el procesador SISP-1-1.
10. Comprender la estructura interna del procesador SISP-1-2, en el que cada instrucción tarda varios ciclos en ejecutarse y no todas tardan el mismo numero de ciclos. Comprender la estructura y el funcionamiento de un computador sencillo basado en el procesador SISP-1-2.

Habilidades

1. Manejar con soltura el simulador de circuitos digitales Logic Works 4. Ser capaz de crear los componentes básicos de un computador pedagógico y simular su funcionamiento.

Competencias

1. Capacidad para crear y utilizar modelos de la realidad.
2. Capacidad para entender problemas: ante el enunciado de un problema, distinguir las datos (o los elementos de partida), las incógnitas (o lo que se pide) y las hipótesis y leyes aplicables.
3. Capacidad para construir razonamientos informales o semiformales pero precisos, y juzgar la validez de un razonamiento informal o semiformal.
4. Capacidad de abstracción. Capacidad para enfrentarse a problemas nuevos recurriendo conscientemente a estrategias que han resultado útiles en problemas resueltos anteriormente.
5. Capacidad de organización del trabajo personal: capacidad para establecer prioridades entre varias tareas, para planificar el tiempo y para elaborar y organizar el propio material de trabajo.
6. Capacidad para estudiar de diversas fuentes, identificando cuándo la información recibida en clase no se suficiente y buscando información complementaria.
7. Capacidad para trabajar efectivamente en grupos pequeños de personas para la resolución de un problema de dificultad media.
8. Capacidad para presentar por escrito, de forma clara y correcta, los resultados del trabajo propio (a nivel de documentar una entrega de prácticas).

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En el cálculo de la nota final de la asignatura intervienen las siguientes notas (todas ellas sobre 10).

NF = nota final de la asignatura.
NB = nota final de teoría y problemas de los objetivos de nivel B (niveles de conocimiento y comprensión).
NA = nota final de teoría y problemas de los objetivos de nivel A (nivel de aplicación)
NL = nota final de laboratorio.

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

La nota NB se puede obtener de dos formas, mediante evaluación continua o mediante un examen final de los objetivos de nivel B. La nota NA se obtiene mediante un examen final de los objetivos de nivel A (el examen final tiene dos partes diferenciadas).

Se puede obtener la nota NB de la evaluación continua como la nota media ponderada de las 8 pruebas individuales de final de tema, PFTs, si esta nota es igual o superior a 6. Los ceoficientes de ponderación de las 8 PFTs es, por orden de realización: 1, 1, 1.5, 1, 1.5, 1, 1.5, 1.5. Si un estudiante se presenta al examen final de los objetivos de nivel B, obtiene de este examen la nota NB, renunciando a su nota de evaluación continua.

La nota NL se obtiene haciendo la media de las notas de cada una de las 6 prácticas de laboratorio. La nota de cada práctica (NLi para i=1...6) se calcula como:

NLi = 0.65 x PPi + 0.35 IFi   si se entrega el informe previo cumplimentado al inicio de la sesión (entrega individual o una por grupo de dos)
NLi = 0 si no se entrega.

PPi es la nota de la prueba previa individual tipo test que se realiza al inicio de la sesión y que consta de preguntas parecidas a las del informe previo.

IFi es la nota del informe final cumplimentado en la sesión de laboratorio.

Para fomentar el trabajo cooperativo el profesor aplicará diferentes técnicas, pudiendo valorar de forma subjetiva este aspecto con un máximo de 0.5 puntos por estudiante. Esta nota se sumará a la nota final, NF, siempre que no supere los 10 puntos.

Cualquier intento de fraude realizado durante el curso comportará la aplicación de la normativa académica general de la UPC i el inicio de un proceso disciplinario.

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