1. DATOS GENERALES
Asignatura:
ORGANIZACIÓN DE COMPUTADORES
Código:
42311
Tipología:
OBLIGATORIA
Créditos ECTS:
6
Grado:
406 - GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA (AB)_20
Curso académico:
2020-21
Centro:
604 - E.S. DE INGENIERÍA INFORMÁTICA ALBACETE
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 publicarán en las páginas web del departamento de Sistemas Informáticos y de la Escuela Superior de Ingeniería Informática.
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 publicarán en las páginas web del departamento de Sistemas Informáticos y de la Escuela Superior de Ingeniería Informática.
Profesor:
JOSE LUIS SANCHEZ GARCIA
- Grupo(s):
10
11
Edificio/Despacho
Departamento
Teléfono
Correo electrónico
Horario de tutoría
ESII/1.A.9
SISTEMAS INFORMÁTICOS
967599276
jose.sgarcia@uclm.es
Se publicarán en las páginas web del departamento de Sistemas Informáticos y de la Escuela Superior de Ingeniería Informática.
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 |
| BA05 | 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. |
| CO01 | 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. |
| CO09 | Capacidad de conocer, comprender y evaluar la estructura y arquitectura de los computadores, así como los componentes básicos que los conforman. |
| INS01 | Capacidad de análisis, síntesis y evaluación. |
| INS05 | Capacidad para argumentar y justificar lógicamente las decisiones tomadas y las opiniones. |
| PER02 | Capacidad de trabajo en equipo interdisciplinar. |
5. OBJETIVOS O RESULTADOS DE APRENDIZAJE ESPERADOS
| Resultados de aprendizaje propios de la asignatura | |
|---|---|
| Descripción | |
| Comprender e identificar el paralelismo a nivel de instrucción mediante la segmentación y los problemas asociados a ésta. | |
| Comprender los principios de la arquitectura de computadores. | |
| Conocer la organización de la CPU, identificar las unidades funcionales, y explicar su papel en la ejecución de las instrucciones. | |
| Conocer las técnicas de evaluación del rendimiento de un computador. | |
| Conocer y comprender las técnicas de gestión de la memoria virtual, y su integración dentro de la jerarquía de memoria del computador. | |
| 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
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Tema 1.2: Ejecución de una instrucción
-
Tema 1.3: Un primer esquema de procesador
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Tema 1.4: Construcción de la ruta de datos
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Tema 1.5: La ruta de datos con las señales de control
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Tema 1.6: Conclusiones
-
-
Tema 2: Segmentación de la ruta de datos
-
Tema 2.1: Introducción
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Tema 2.2: Segmentación de la ruta de datos
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Tema 2.3: Control de la ruta de datos
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Tema 2.4: Riesgos de la segmentación
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Tema 2.5: Tratamiento de las excepciones
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Tema 2.6: Segmentación de las instrucciones de punto flotante
-
Tema 2.7: Conclusiones
-
-
Tema 3: Memoria caché
-
Tema 3.1: Introducción
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Tema 3.2: Conceptos básicos sobre memoria caché
-
Tema 3.3: Políticas de diseño de la caché
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Tema 3.4: Mejoras en la memoria caché
-
Tema 3.5: Conclusiones
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-
Tema 4: Memoria virtual
-
Tema 4.1: Introducción
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Tema 4.2: Funcionamiento básico de la memoria virtual
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Tema 4.3: Tipos de gestión de la memoria virtual
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Tema 4.4: Traducción rápida de direcciones
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Tema 4.5: Acceso a caché en sistemas con memoria virtual
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Tema 4.6: Conclusiones
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7. ACTIVIDADES O BLOQUES DE ACTIVIDAD Y METODOLOGÍA
| Actividad formativa | Metodología | Competencias relacionadas | ECTS | Horas | Ev | Ob | Descripción | |
| Enseñanza presencial (Teoría) [PRESENCIAL] | Método expositivo/Lección magistral | BA05 CO09 | 1.36 | 34 | N | N | Las clases de grupo grande intercalan la exposición del profesor con pequeñas actividades de refuerzo, principalmente resolución de ejercicios. Si la situación sanitaria lo requiere, el profesor impartirá las clases de forma exclusivamente online. | |
| Enseñanza presencial (Prácticas) [PRESENCIAL] | Combinación de métodos | BA05 CO01 CO09 INS01 INS05 PER02 | 0.72 | 18 | 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. Si la situación sanitaria lo requiere, el profesor impartirá las prácticas de forma exclusivamente online. | |
| Estudio o preparación de pruebas [AUTÓNOMA] | Combinación de métodos | BA05 CO09 INS01 | 3.68 | 92 | 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 | BA05 CO09 INS05 | 0.06 | 1.5 | S | N | Exámenes de prácticas. Si la situación sanitaria lo requiere, los exámenes se desarrollarán de forma online. | |
| Pruebas de progreso [PRESENCIAL] | Pruebas de evaluación | BA05 CO09 | 0.06 | 1.5 | S | N | Pruebas de conocimientos teóricos por cada tema. Si la situación sanitaria lo requiere, estas pruebas se desarrollarán de forma online. | |
| Prueba final [PRESENCIAL] | Pruebas de evaluación | BA05 CO09 INS05 | 0.12 | 3 | S | S | Examen final de la asignatura respecto a los tests de teoría, ejercicios y prácticas. Si la situación sanitaria lo requiere, los exámenes se desarrollarán de forma online. | |
| 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 (Será imprescindible su superación tanto en evaluación continua como no continua)
8. CRITERIOS DE EVALUACIÓN Y VALORACIONES
| Sistema de evaluación | Evaluacion continua | Evaluación no continua * | Descripción |
| Examen teórico | 10.00% | 10.00% | Test de teoría que se van realizando tras finalizar cada tema durante el transcurso de la asignatura. (Clave ESC de la Memoria de Grado). El uso de medios que permitan a los alumnos copiar o ser copiados, conllevará suspender automáticamente la prueba. |
| Realización de prácticas en laboratorio | 50.00% | 50.00% | Los cuestionarios correspondientes a las prácticas de laboratorio. (Claves INF (10%) y LAB (40%) de la Memoria de Grado) El uso de medios que permitan a los alumnos copiar o ser copiados, conllevará suspender automáticamente la prueba. |
| Prueba final | 40.00% | 40.00% | Ejercicios de la materia de la asignatura. (Clave ESC de la Memoria de Grado). El uso de medios que permitan a los alumnos copiar o ser copiados, conllevará suspender automáticamente la prueba. |
| Total: | 100.00% | 100.00% |
* En Evaluación no continua se deben definir los porcentajes de evaluación según lo dispuesto en el art. 4 del Reglamento de Evaluación del Estudiante de la UCLM, que establece que debe facilitarse a los estudiantes que no puedan asistir regularmente a las actividades formativas presenciales la superación de la asignatura, teniendo derecho (art. 12.2) a ser calificado globalmente, en 2 convocatorias anuales por asignatura, una ordinaria y otra extraordinaria (evaluándose el 100% de las competencias).
Criterios de evaluación de la convocatoria ordinaria:
-
Evaluación continua:El examen de la convocatoria ordinaria incluirá una parte de ejercicios con un peso porcentual del 40% en la calificación de la asignatura; no sirve haber aprobado esta parte en cursos anteriores. Además, quienes no hayan obtenido una nota media ponderada igual o superior a cinco en las pruebas de progreso (o sea, en los test de teoría) realizadas durante el curso, deberán realizar en el examen ordinario una parte de test de teoría similar a los de las pruebas de progreso, y con el mismo peso porcentual (10%) en la calificación de la asignatura. Igualmente, quienes no hayan obtenido una nota media ponderada igual o superior a cinco en los cuestionarios de prácticas realizados durante el curso, deberán realizar en el examen ordinario una parte de prácticas que incluirá preguntas de todas las prácticas, y con el mismo peso porcentual (50%) en la calificación de la asignatura. Es necesario aprobar por separado las prácticas (bien como realizadas durante el curso o en el examen ordinario; no sirve haberlas aprobado en cursos anteriores), los tests de teoría (bien como pruebas de progreso o en el examen ordinario; no sirve haberlos aprobado en cursos anteriores) y los ejercicios del examen ordinario (no sirve haberlos aprobado en cursos anteriores); 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.
-
Evaluación no continua:El examen de la convocatoria ordinaria incluirá una parte de ejercicios con un peso porcentual del 40% en la calificación de la asignatura; no sirve haber aprobado esta parte en cursos anteriores. También incluirá una parte de test de teoría similar a los de las pruebas de progreso, y con el mismo peso porcentual (10%) en la calificación de la asignatura; no sirve haber aprobado esta parte en cursos anteriores. También incluirá una parte de prácticas que incluirá preguntas de todos los cuestionarios de prácticas, y con el mismo peso porcentual (50%) en la calificación de la asignatura; no sirve haber aprobado esta parte en cursos anteriores. Es necesario aprobar por separado las prácticas, el test de teoría 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 la parte de test de teoría o la parte de ejercicios en la convocatoria ordinaria deberán realizar ambas partes en el examen de la convocatoria extraordinaria, incluso si hubieran aprobado alguna de esas dos partes en particular, o incluso si hubieran aprobado la parte de test de teoría como pruebas de progreso durante el curso; estas partes en la convocatoria extraordinaria tendrán el mismo peso porcentual en la asignatura que en la convocatoria ordinaria (10% test de teoría y 40% ejercicios). Quienes no hubieran aprobado las prácticas (bien durante el curso o bien en el examen ordinario) deberán presentarse a la parte de prácticas en el examen de la convocatoria extraordinaria, que incluirá preguntas de todos los cuestionarios de prácticas, y tendrá el mismo peso porcentual (50%) en la calificación de la asignatura. No sirve haber aprobado ninguna de estas partes en cursos anteriores. Es necesario aprobar por separado las prácticas, el test de teoría y los ejercicios; 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:
El examen de la convocatoria especial de finalización incluirá una parte de test de teoría con un peso porcentual del 10% en la calificación de la asignatura, una parte de ejercicios con un peso porcentual del 40% en la calificación de la asignatura y una parte de prácticas con un peso porcentual del 50% en la calificación de la asignatura. No sirve haber aprobado ninguna de estas partes en cursos anteriores. Es necesario aprobar por separado cada una de estas partes; quienes tengan suspensa cualquiera de estas tres partes tendrán una nota en la convocatoria especial de finalización 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). 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 |