Estructura de Computadors II (EC2)

A les assignatures prèvies (IC i EC1) l'alumne ha adquirit els coneixements bàsics de com funciona un computador. Totes les pràctiques, exercicis, problemes han estat realitzats sobre computadors pedagògics i simuladors.
L'objectiu principal d'EC2 és que l'alumne aprofundeixi els coneixements ja adquirits i que els apliqui sobre un computador real: un PC compatible basat en un processador IA32.

Coneixements

1. L'alumne ha de conèixer el Llenguatge Màquina d'un processador comercial (IA32).
2. L'alumne ha de conèixer els dispositius bàsics d'entrada/sortida en una màquina real (PC compatible).
3. L'alumne ha de comprendre les implicacions que té al rendiment del computador, la velocitat, l'ample de banda i la jerarquia de busos.
4. Donada una configuració del subsistema d"entrada/sortida, l'alumne hauria d'ésser capaç d'escollir la que obtingui millor rendiment.

Habilitats

1. L"alumne ha de ser capaç de realitzar programes de 15-25 línies en ensamblador d"una màquina real (IA32).
2. L"alumne ha de ser capaç d"enllaçar programes escrits en ensamblador amb programes escrits en C, cridant des d"alt nivell a una rutina escrita en ensamblador i viceversa. Inclou el pas de paràmetres i la gestió de les variables locals. L"alumne ha de ser capaç de traduir codi escrit en C a ensamblador. El codi generat ha de ser raonablement eficient.
3. L"alumne ha d"aprendre a desenvolupar programes en C i ensamblador en un entorno de treball Linux. L"alumne ha de ser capaç d"utilitzar un depurador (debugger) per a eliminar errors en un programa en ensamblador i C.
4. L"alumne ha de ser capaç de programar operacions bàsiques d"entrada/sortida, utilitzant sincronització per enquesta i per interrupcions.
5. L"alumne ha de comprendre i saber avaluar els esquemes bàsics de memòries cau que inclouen: algoritmes d"emplaçament, diferents mides de memòria cau i de línia, polítiques d'escriptura, algoritmes de reemplaçament i diversos nivells de cau.
6. L"alumne ha de saber avaluar l"impacte de realitzar transformacions simples en un programa escrit en C quan aquest s"executa al processador amb una configuració dada de Memòria Cau.

Competències

1. Capacitat d"abstracció. Capacitat d"enfrontar-se a problemes nous recorrent conscientment a estratègies que han estat útils en problemes resolts anteriorment.
2. Capacitat d"anàlisi i de síntesi.
3. Capacitat per a treballar efectivament en grups petits de persones per a la resolució d"un problema de dificultat mitjana.

L'assignatura té 5 hores de classe per setmana: 4 de teoria i problemes i 1 de laboratori.

Les classes de laboratori serviran de suport a la teoria. Els alumnes disposaran de la informació de pràctiques abans de cada sessió. És recomanable que els alumnes preparin la pràctica abans de realitzar-la (llegir la documentació, estudiar els conceptes utilitzats, etc). Igualment és recomanable, un cop acabada la sessió, repassar els conceptes vists. Les sessions de laboratori son presencials i avaluables, i es realitzen de forma exclusiva al grup que està matriculat l'alumne, per tant es imprescindible que no hi hagi solapaments amb el laboratori a l'hora de fer la matriculació.

No es farà una distinció explícita entre les classes de teoria i problemes, sinó que s'aniran distribuint en funció de les necessitats de cada tema.

A aquesta assignatura es pretén realitzar una avaluació continuada. Durant el curs es realitzaran 3 controls. Si l'alumne supera satisfactòriament l"avaluació continuada no serà necessari que realitzi l"examen final.

La nota de l'assignatura es calcularà a partir de 2 notes:
- Nota de continguts teòrics (pes 80%).
- Nota de laboratori o continguts pràctics (pes 20%).

La nota de laboratori s'obtindrà a partir de les notes de seguiment de les sessions de pràctiques que elabora cada professor.

La nota de continguts teòrics es pot obtenir per controls al llarg del curs o bé a l'examen final. Durant el curs es realitzaran 3 controls teòrics (C1 Llenguatge Màquina, pes 33%; C2 Jerarquia, pes 33%; C3 Memòria Virtual i Entrada/Sortida, pes 33%). L'alumne que superi la part de continguts teòrics per mitjà dels controls quedarà alliberat, si vol, de l'examen final. Els alumnes que es presentin a l'examen final perdran la nota dels controls de classe.

• Randal E. Bryant, David R. O'Hallaron Computer systems : a programmer's perspective, Pearson Education, 2002.
• David A. Patterson, John L. Hennessy Estructura y diseño de computadores : interficie circuitería-programación, Reverté, 1999.

- L'alumne ha de ser capaç de programar rutines senzilles a un ensamblador qualsevol.
- L'alumne ha de ser capaç de programar rutines de complexitat mitja a un Llenguatge d'alt nivell qualsevol.
- L'alumne ha de tenir coneixements bàsics de circuits digitals.
- L'alumne ha de tenir coneixements bàsics d"aritmètica binaria.