Guías Docentes Electrónicas
1. DATOS GENERALES
Asignatura:
ORGANIZACIÓN DE COMPUTADORES
Código:
42311
Tipología:
OBLIGATORIA
Créditos ECTS:
6
Grado:
346 - GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA (AB)
Curso académico:
2019-20
Centro:
604 - ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA INFORMATICA (AB)
Grupo(s):
10  11  12 
Curso:
2
Duración:
Primer cuatrimestre
Lengua principal de impartición:
Español
Segunda lengua:
Inglés
Uso docente de otras lenguas:
English Friendly:
N
Página web:
Bilingüe:
S
Profesor: FRANCISCO JOSE ALFARO CORTES - Grupo(s): 10  11  12 
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
ESII/1.D.15
SISTEMAS INFORMÁTICOS
2490
fco.alfaro@uclm.es
Se establecerán en la página del departamento de Sistemas Informáticos y de la ESII.

Profesor: PEDRO JAVIER GARCIA GARCIA - Grupo(s): 10  11  12 
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
ESII/1.D.3
SISTEMAS INFORMÁTICOS
2484
pedrojavier.garcia@uclm.es
Se publicará en las páginas web del Departamento de Sistemas Informáticos y de la ESII.

Profesor: JOSE LUIS SANCHEZ GARCIA - Grupo(s): 10  11 
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
ESII/1.A.9
SISTEMAS INFORMÁTICOS
2439
jose.sgarcia@uclm.es
https://www.dsi.uclm.es/personal/josesgarcia/

2. REQUISITOS PREVIOS

Se recomienda haber superado las dos asignaturas del Módulo I y relacionadas con la materia "Ingeniería de Computadores" que se cursan el primer año. Las asignaturas en cuestión son Tecnología de Computadores y Estructura de Computadores. Dichas asignaturas proporcionan el conocimiento básico de la tecnología y configuración de un sistema basado en computador, lo que resulta imprescindible para poder profundizar en estos aspectos en segundo curso.

 

 

3. JUSTIFICACIÓN EN EL PLAN DE ESTUDIOS, RELACIÓN CON OTRAS ASIGNATURAS Y CON LA PROFESIÓN
¿Qué es un computador? ¿Cómo funciona? ¿Cómo se diseña? ¿Cómo se programa? Son muchas las preguntas a las que Ingeniería de Computadores (IC), como materia, da respuesta. IC es un campo de conocimiento con unas características que lo hacen único, resultado de la combinación de aspectos puramente tecnológicos, pasando por problemas organizativos, estructurales y de optimización para finalizar con la implementación del software que lo gobierna y su integración con otros sistemas. Por lo tanto, para poder ofrecer la instrucción necesaria en IC, dentro del Grado en Ingeniería Informática se han incluido un conjunto de asignaturas específicas para dar respuesta a las necesidades formativas de los nuevos graduados.

En el primer curso, se incluyen las asignaturas de Tecnología de Computadores y Estructura de Computadores, que introducen al alumno a los componentes básicos de los computadores. Estos componentes serán utilizados como elementos esenciales de los diseños que se abordan en cursos posteriores, es decir, en estas dos asignaturas se estudian los ''ladrillos'' que permitirán, en las asignaturas posteriores de esta área, construir estructuras más complejas.

Este es el caso de Organización de Computadores durante el segundo curso, donde se estudian tanto las diversas alternativas para construir la ruta de datos en sistemas multiciclo (sin o con segmentación), como el sistema de memoria de un computador, profundizando en la jerarquía de memoria cache y memoria virtual. En ambos casos se trata de aspectos fundamentales de un computador, cuya configuración determina en gran medida su rendimiento.

Posteriormente, en tercer curso se cursa la asignatura Arquitectura de Computadores, que continúa directamente desde los conocimientos adquiridos en el curso anterior. Concretamente, en esta asignatura se amplían los conceptos sobre segmentación introducidos en el curso anterior, introduciendo técnicas avanzadas en este sentido orientadas siempre al mayor aprovechamiento del paralelismo a nivel de instrucción. También se introducen otras arquitecturas orientadas al mismo fin, como los procesadores superescalares, así como una visión de las características de los actuales procesadores comerciales.

En estas condiciones el alumno llega a cuarto curso y en concreto a la asignatura Computadores Avanzados. En esta asignatura se introduce a alumno en los sistemas de computación paralela basados en múltiples nodos de procesamiento, como multicomputadores o multiprocesadores, y se analizan especialmente aquellos aspectos de su estructura que los diferencian de los sistemas de computación con un único nodo de procesamiento. Por ejemplo, se presta especial atención a la red que interconecta los múltiples nodos.

Como puede comprobarse, la asignatura de segundo curso resulta imprescindible para aquellos alumnos que quieran dedicarse al diseño de sistemas de computación, ya que dominar los conceptos básicos que cubre dicha asignatura resulta esencial incluso para abordar los diseños más simples en este sentido.

Sin embargo, incluso para aquellos alumnos que no vayan a dedicarse al diseño de sistemas, también esta asignatura resulta fundamental de cara a romper la concepción del computador como caja negra hardware que mágicamente ejecuta los programas que se escriben para él. Sin una visión profunda de los procesos que se llevan a cabo bajo la superficie, el futuro graduado no será capaz de desarrollar y comprender los mecanismos de optimización que permitan, por ejemplo, analizar y comprender los problemas de rendimiento de un sistema. Todas estas aptitudes representan un valor añadido, y de hecho son cada vez más valoradas (en mayor o menor medida) en casi cualquier actividad profesional relacionada con esta área.


4. COMPETENCIAS DE LA TITULACIÓN QUE LA ASIGNATURA CONTRIBUYE A ALCANZAR
Competencias propias de la asignatura
Código Descripción
BA5 Conocimiento de la estructura, organización, funcionamiento e interconexión de los sistemas informáticos, los fundamentos de su programación, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.
CO1 Capacidad para diseñar, desarrollar, seleccionar y evaluar aplicaciones y sistemas informáticos, asegurando su fiabilidad, seguridad y calidad, conforme a principios éticos y a la legislación y normativa vigente.
CO9 Capacidad de conocer, comprender y evaluar la estructura y arquitectura de los computadores, así como los componentes básicos que los conforman.
INS1 Capacidad de análisis, síntesis y evaluación.
INS5 Capacidad para argumentar y justificar lógicamente las decisiones tomadas y las opiniones.
PER2 Capacidad de trabajo en equipo interdisciplinar.
5. OBJETIVOS O RESULTADOS DE APRENDIZAJE ESPERADOS
Resultados de aprendizaje propios de la asignatura
Descripción
Comprender los principios de la arquitectura de computadores.
Conocer y comprender las técnicas de gestión de la memoria virtual, y su integración dentro de la jerarquía de memoria del computador.
Conocer las técnicas de evaluación del rendimiento de un computador.
Conocer la organización de la CPU, identificar las unidades funcionales, y explicar su papel en la ejecución de las instrucciones.
Comprender e identificar el paralelismo a nivel de instrucción mediante la segmentación y los problemas asociados a ésta.
Identificar los tipos de almacenamiento de información, comprender su papel en el sistema jerárquico de memoria de un computador y su influencia sobre la latencia efectiva de la memoria.
Resultados adicionales
Descripción
Conocer el funcionamiento de un procesador segmentado. Riesgos y excepciones
6. TEMARIO
  • Tema 1: Diseño de la ruta de datos de un procesador
    • Tema 1.1: Introducción
    • Tema 1.2: Ejecución de una instrucción
    • Tema 1.3: Un primer esquema de procesador
    • Tema 1.4: Construcción de la ruta de datos
    • Tema 1.5: La ruta de datos con las señales de control
    • Tema 1.6: Conclusiones
  • Tema 2: Segmentación de la ruta de datos
    • Tema 2.1: Introducción
    • Tema 2.2: Segmentación de la ruta de datos
    • Tema 2.3: Control de la ruta de datos
    • Tema 2.4: Riesgos de la segmentación
    • Tema 2.5: Tratamiento de las excepciones
    • Tema 2.6: Segmentación de las instrucciones de punto flotante
    • Tema 2.7: Conclusiones
  • Tema 3: Memoria caché
    • Tema 3.1: Introducción
    • Tema 3.2: Conceptos básicos sobre memoria caché
    • Tema 3.3: Políticas de diseño de la caché
    • Tema 3.4: Mejoras en la memoria caché
    • Tema 3.5: Conclusiones
  • Tema 4: Memoria virtual
    • Tema 4.1: Introducción
    • Tema 4.2: Funcionamiento básico de la memoria virtual
    • Tema 4.3: Tipos de gestión de la memoria virtual
    • Tema 4.4: Traducción rápida de direcciones
    • Tema 4.5: Acceso a caché en sistemas con memoria virtual
    • Tema 4.6: Conclusiones
7. ACTIVIDADES O BLOQUES DE ACTIVIDAD Y METODOLOGÍA
Actividad formativa Metodología Competencias relacionadas ECTS Horas Ev Ob Rec Descripción
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] Método expositivo/Lección magistral BA5 CO9 1.36 34 N N N Las clases de grupo grande intercalan la exposición del profesor con pequeñas actividades de refuerzo, principalmente resolución de ejercicios.
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL] Combinación de métodos PER2 BA5 CO9 INS5 CO1 INS1 0.72 18 N N N Las clases de grupo pequeño se desarrollan en el laboratorio y consisten básicamente en prácticas en las que se usan simuladores para modelar y evaluar tanto procesadores segmentados como jerarquías de memoria
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA] Combinación de métodos BA5 CO9 INS1 3.68 92 N N N Estudio de la materia tanto de teoría como de prácticas por parte del alumno, así como la preparación de las pruebas de evaluación
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL] Pruebas de evaluación BA5 CO9 INS5 0.06 1.5 S S S Exámenes de prácticas
Pruebas de progreso [PRESENCIAL] Pruebas de evaluación BA5 CO9 0.06 1.5 S N S Pruebas de conocimientos teóricos por cada tema
Prueba final [PRESENCIAL] Pruebas de evaluación BA5 CO9 INS5 0.12 3 S S S Examen final de la asignatura respecto a los tests de teoría y ejercicios
Total: 6 150
Créditos totales de trabajo presencial: 2.32 Horas totales de trabajo presencial: 58
Créditos totales de trabajo autónomo: 3.68 Horas totales de trabajo autónomo: 92
Ev: Actividad formativa evaluable
Ob: Actividad formativa de superación obligatoria
Rec: Actividad formativa recuperable
8. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y VALORACIONES
  Valoraciones  
Sistema de evaluación Estudiante presencial Estud. semipres. Descripción
Prueba final 40.00% 0.00% Ejercicios de la materia de la asignatura.
(Clave ESC de la Memoria de Grado).

La introducción en el aula de cualquier dispositivo que permita a los alumnos copiar o ser copiados, conllevará suspender automáticamente esta prueba.
Examen teórico 10.00% 0.00% Test de teoría que puede liberarse para la convocatoria ordinaria mediante los tests de cada tema que se van realizando durante el transcurso de la asignatura.
(Clave ESC de la Memoria de Grado).

La introducción en el aula de cualquier dispositivo que permita a los alumnos copiar o ser copiados, conllevará suspender automáticamente esta prueba.
Realización de prácticas en laboratorio 50.00% 0.00% Los cuestionarios y entregas relativas a las prácticas de laboratorio. Se considerará el caso especial de alumnos que, por causas MUY justificadas, no puedan asistir a las clases de laboratorio, pero en ningún caso éstos estarán exentos de realizar las entregas.
(Claves INF (10%) y LAB (40%) de la Memoria de Grado)
Total: 100.00% 0.00%  

Criterios de evaluación de la convocatoria ordinaria:
Quienes no hayan obtenido una nota media ponderada igual o superior a cinco en las pruebas de progreso (o sea, en los test online) realizadas durante el curso, deberán realizar en el examen ordinario, además de una parte de ejercicios, una parte de test similar a los de las pruebas de progreso, y con el mismo peso porcentual (10%) en la calificación de la asignatura. Es necesario aprobar por separado las prácticas realizadas durante el curso (no sirve haberlas aprobado en cursos anteriores), los tests (bien como pruebas de progreso o en el examen ordinario) y los ejercicios del examen ordinario; quienes tengan suspensa cualquiera de estas tres partes tendrán una nota en la convocatoria ordinaria no superior a 4.00, incluso si la media ponderada de las notas de prácticas, test y ejercicios fuere superior a 4.00. En el caso de los alumnos matriculados en el grupo de inglés, las entregas que realicen deben estar hechas todas ellas en inglés.
Particularidades de la convocatoria extraordinaria:
Quienes hubieran suspendido alguna parte del examen ordinario deberán presentarse al examen extraordinario completo, donde realizarán una parte de ejercicios y una parte de test (incluso si hubieran aprobado esa parte como prueba de progreso durante el curso o en el examen ordinario). Quienes no hubieran aprobado las prácticas durante el curso (incluyendo a quienes hubieran aprobado las prácticas en cursos anteriores), deberán realizar un trabajo entregable antes de la finalización de la convocatoria extraordinaria. Es necesario aprobar por separado las prácticas, el test del examen extraordinario y los ejercicios del examen extraordinario; quienes tengan suspensa cualquiera de estas tres partes tendrán una nota en la convocatoria extraordinaria no superior a 4.00, incluso si la media ponderada de las notas de prácticas, test y ejercicios fuere superior a 4.00. En el caso de los alumnos matriculados en el grupo de inglés, las entregas que realicen deben estar hechas todas ellas en inglés.
Particularidades de la convocatoria especial de finalización:
Quienes hubieran suspendido alguna parte del examen ordinario deberán presentarse al examen extraordinario completo, donde realizarán una parte de ejercicios y una parte de test (incluso si hubieran aprobado esa parte como prueba de progreso durante el curso o en el examen ordinario). Quienes no hubieran aprobado las prácticas durante el curso (incluyendo a quienes hubieran aprobado las prácticas en cursos anteriores), deberán realizar un trabajo entregable antes de la finalización de la convocatoria extraordinaria. Es necesario aprobar por separado las prácticas, el test del examen extraordinario y los ejercicios del examen extraordinario; quienes tengan suspensa cualquiera de estas tres partes tendrán una nota en la convocatoria extraordinaria no superior a 4.00, incluso si la media ponderada de las notas de prácticas, test y ejercicios fuere superior a 4.00. En el caso de los alumnos matriculados en el grupo de inglés, las entregas que realicen deben estar hechas todas ellas en inglés.
9. SECUENCIA DE TRABAJO, CALENDARIO, HITOS IMPORTANTES E INVERSIÓN TEMPORAL
No asignables a temas
Horas Suma horas
Prueba final [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] 3

Tema 1 (de 4): Diseño de la ruta de datos de un procesador
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 2
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Combinación de métodos] 1.5
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 7.44
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] .16
Pruebas de progreso [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] .2

Tema 2 (de 4): Segmentación de la ruta de datos
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 13
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Combinación de métodos] 7.5
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 36.93
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] .67
Pruebas de progreso [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] .3

Tema 3 (de 4): Memoria caché
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 11
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Combinación de métodos] 5.5
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 26.1
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] .5
Pruebas de progreso [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] .4

Tema 4 (de 4): Memoria virtual
Actividades formativas Horas
Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL][Método expositivo/Lección magistral] 8
Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL][Combinación de métodos] 3.5
Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA][Combinación de métodos] 21.53
Prácticas de laboratorio [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] .17
Pruebas de progreso [PRESENCIAL][Pruebas de evaluación] .6

Actividad global
Actividades formativas Suma horas
Comentarios generales sobre la planificación: Esta planificación es ORIENTATIVA, pudiendo variar a lo largo del curso en función de las necesidades docentes, festividades, etc. La planificación semana a semana de la asignatura podrá encontrarse en la plataforma Campus Virtual (Moodle). Las actividades de evaluación o recuperación de las clases podrán planificarse, excepcionalmente, en horario de tarde. La asignatura se imparte en tres sesiones semanales de 1,5 horas.
10. BIBLIOGRAFÍA, RECURSOS
Autor/es Título Libro/Revista Población Editorial ISBN Año Descripción Enlace Web Catálogo biblioteca
David A. Patterson, John L. Hennessy Computer Organization and Design The Hardware/Software Interface, 5th Edition Morgan Kaufman Publishers 978-0-12-407726-3 2014 http://store.elsevier.com/Computer-Organization-and-Design/David-Patterson/isbn-9780124077263/  
Patterson, David A.; Hennessy, John L. Estructura y diseño de computadores: la interfaz hardware/software Reverté 9788429126204 2011 http://www.diazdesantos.es/libros/patterson-david-a-estructura-y-diseno-de-computadores-la-interfaz-hardware-software-L0001104300965.html  



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