UNIVERSIDAD DE GUADALAJARA
CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS ALTOS
DIVISIÓN DE ESTUDIOS EN FORMACIONES SOCIALES
LICENCIATURA: INGENIERÍA EN COMPUTACIÓN
UNIDAD DE APRENDIZAJE POR OBJETIVOS
ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS AVANZADAS
LIC. ABRAHAM ANDRADE LÓPEZ DR. ROGELIO MARTÍNEZ CÁRDENAS Presidente de la Academia de Sistemas Digitales y de
Información Jefe del Departamento de Estudios Organizacionales
NOMBRE DE LA ASIGNATURA ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS AVANZADAS
CODIGO DE LA MATERIA CC409
DEPARTAMENTO ESTUDIOS ORGANIZACIONALES
ÁREA DE FORMACIÓN OPTATIVA ABIERTA
CENTRO UNIVERSITARIO CENTRO UNIVERSITARIO DE LOS ALTOS
CARGA HORARIA TEÓRICA 80
CARGA HORARIA PRÁCTICA 0
CARGA HORARIA TOTAL 80
CRÉDITOS 11
TIPO DE CURSO TEÓRICO
NIVEL DE FORMACIÓN PROFESIONAL LICENCIATURA
PARTICIPANTES LICENCIATURA EN INGENIERÍA EN COMPUTACIÓN
ELABORÓ SISTEMAS DIGITALES Y DE INFORMACIÓN
PRERREQUISITOS ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS
FECHA DE ACTUALIZACIÓN ENERO DE 2011
OBJETIVO GENERAL
Al finalizar el curso, el alumno tendrá los conocimientos fundamentales de arquitecturas modernas de microprocesadores y microcontroladores así como de procesadores digitales de señales, de tal manera que tendrá capacidad de diseñar e implementar sistemas para aplicación en algunas áreas de propósito particular.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
En cada módulo del contenido temático principal
CONTENIDO TEMÁTICO MÓDULO 1: EL PAPEL DEL RENDIMIENTO EN UNA CPU Objetivo particular: El Alumno será capaz de describir y comparar CPU de una compañía y otra, describiendo su desempeño.
2.1. Introducción 2.2. Mediciones del rendimiento 2.3. Relación de medidas 2.4. Elección de programas para evaluar el rendimiento 2.5. Comparación y resumen del rendimiento
MÓDULO 2: UNIDAD ARITMÉTICA DEL COMPUTADOR Objetivo particular: El Alumno será capaz de describir funcionamiento del la ALU así como darse la idea de cómo construir un ALU, entera y de punto flotante.
2.1. Representación de enteros, 4 Horas 2.1.1. Representación en Signo y Magnitud 2.1.2. Representación en complemento a dos 2.1.3. Conversión entre longitudes de bits diferentes
2.2. Aritmética con enteros, 4 Horas 2.2.1. Suma 2.2.2. Resta 2.2.3. Multiplicación
2.3. Representación en coma flotante, 4 Horas 2.3.1. Fundamentos 2.3.2. Estándar IEEE para la representación en coma flotante
2.4. Aritmética en Coma Flotante, 4 Horas 2.4.1. Suma y Resta
2.5. Little, Big y Bi-Endian, 4 Horas 2.5.1 Orden de los bytes 3.5.2. Orden de los bits
MÓDULO 3: PARALELISMO A NIVEL DE INSTRUCCIONES, Y PROCESADORES SUPERESCALARES Objetivo particular: El alumno comprenderá las ventajas y desventajas de dispositivos con Pipeline o sin él, así como los problemas a los que se enfrentan debido al Pipeline.
3.1. Visión de conjunto, 3.1.1. Superescalares frente a súpersegmentados 3.1.2. Limitaciones
3.2. Cuestiones relacionadas con el diseño. 3.2.1. Paralelismo a nivel instrucción y paralelismo de la máquina. 3.2.2. Políticas de emisión de instrucciones 3.2.3. Renombramiento de registros. 3.2.4. Paralelismo de la máquina. 3.2.5. Predicción de saltos.
3.3. Mejora del rendimiento con la segmentación, 8 horas 3.3.1. El control de la segmentación 3.3.2. Riesgos de datos y anticipación 3.3.3. Riesgos de datos y bloqueos 3.3.4. Riesgos de saltos 3.3.5. Excepciones 3.3.6. Segmentación superescalar y dinámica
MÓDULO 4: PROCESAMIENTO PARALELO Objetivo particular: El alumno será capaz de entender futuras y actuales tendencias de los procesadores así de nuevas propuestas de diseños de microcontroladores modernos.
4.1. Organizaciones con varios procesadores 4.1.1. Tipos de sistemas de paralelos 4.1.2. Organizaciones Paralelas
4.2. Multiprocesadores Simétricos 4.2.1. Organización 4.2.2. Consideraciones de diseño de un sistema operativo de multiprocesador 4.2.3. Un SMP como gran computador
4.3. Coherencia de cache y protocolo MESI 4.3.1. Soluciones de software 4.3.2. Soluciones hardware
4.3.3.. El Protocolo MESI 4.4. Clusters,
4.4.1. Configuraciones de clusters 4.4.2. Cluster frente a SMP
MÓDULO 5: EXPLORAR LA JERARQUIA DE MEMORIAS Objetivo particular: El alumno será capaz de entender futuras y actuales tendencias de las memorias en procesadores así de nuevas propuestas de diseños de micro controladores modernos.
5.1. Introducción 5.2. Principios básicos de las caches 5.3. Como medir y mejorar el rendimiento de la cache 5.4. Memoria Virtual 5.5. Un Marco común para las jerarquías de memoria 5.6. Casos reales: Las jerarquías de memorias de Pentium Pro y del Power PC 5.7. Falacias y Errores habituales
MÓDULO 6: Multicore; Objetivo particular: El alumno será capaz de entender las nuevas tendencias de los microprocesadores, así como sus diseños.
6.1. Plataformas de ejecución en paralelo 6.2. Concepto de hilos 6.3. Conceptos básicos de programación MultiCore
6.3.1. Conceptos de diseño 6.3.2. Conceptos de correctitud 6.3.3. Conceptos de rendimiento
6.4. Herramientas para el desarrollo de aplicaciones MultiThreading 6.4.1. Rendimiento de Código MultuiThreading (Intel VTune Performance Analyzer) 6.4.2. Corrección de Errores de Threading (Intel Thread Checker) 6.4.3. Afinación de Código Multihilo (Intel Thread Profiler)
ESTRUCTURA CONCEPTUAL
ARQUITECTURA DE LA COMPUTADORA
CPU MEMORIAS
PROCESADORES MULTICORE
PROCESAMIENTO EN PARALELO
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA Hamacher, Carl . (2003). Organización de computadores. McGraw-Hill Parhami, Behrooz. (2007). Arquitectura de computadoras : de los microprocesadores a las supercomputadoras. MCGraw-Hill. S tallings, William. (2006).Organización y arquitectura de computadores. Prentice- Hall.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA
Martín- Pozuelo, José María Martín. (2007]). Instalación y mantenimiento de equipos y sistemas informáticos Alfaomega. Martín Martín-Pozuelo, José María.(2005). Hardware Microinformático : Viaje a las profundidades del PC. Alfaomega
MODALIDADES DEL PROCESO ENSEÑANZA APRENDIZAJE
Se trabaja con la modalidad de interacción profesor-alumno, es decir; el profesor llevará a cabo el método exposición del profesor combinada con la participación activa y profunda del alumno y viceversa. Se debe motivar la creatividad de los alumnos en sus exposiciones motivando el manejo de dinámicas implementadas por el propio alumno. El manejo de temas en el laboratorio deberá ser interactivo, permitiendo que el alumno tenga la facilidad de manejo físico de los elementos que ahí se vean.
CONOCIMIENTOS, APTITUDES Y VALORES QUE EL ALUMNO DEBE ADQUIRIR CON BASE AL DESARROLLO DE LA UNIDAD
El alumno será capaz de clasificar las computadoras de acuerdo a su tecnología y configuración de buses. Además de ser capaz de reconocer las diferentes clases de memoria y seleccionar la adecuada de acuerdo a las necesidades o a los requerimientos específicos de una Computadora.
El alumno será capaz de seleccionar la tarjeta madre adecuada según el tipo de chipset, procesador y el uso que se tendrá
CAMPO DE APLICACIÓN PROFESIONAL
El alumno será capaz de identificar claramente los modelos de arquitectura de una computadora así las tendencias modernas.
MATERIAL DE APOYO ACADÉMICO
• Notas sobre el curso • Computadora y video proyector • Pizarrón y marcadores • Uso de plataforma Moodle • Presentaciones Power Point
MODALIDADES DE EVALUACIÓN
CRITERIOS • Tareas. 20% • Actividades complementarias y prácticas.30% • Exámenes parciales. 30% • Exámenes departamentales 20%
PERFIL DOCENTE
El docente de esta materia deberá ser un profesionista con formación en las áreas de la computación, comunicaciones o informática; capaz de motivar a la investigación y creación de conocimiento, con habilidades para transmitir sus conocimientos y enseñar de forma interactiva propiciando en los alumnos el auto-aprendizaje.