Dades generals

Curs acadèmic:
2017
Descripció:
Arquitectura d'una CPU comercial, llenguatge assemblador, i introducció als sistemes operatius
Crèdits ECTS:
6

Grups

Grup A

Durada:
Semestral, 2n semestre
Professorat:
RAMON FABREGAT GESA  / XAVIER LLADO BARDERA  / PERE VILA TALLEDA
Idioma de les classes:
Català (75%), Anglès (25%)

Grup B

Durada:
Semestral, 2n semestre
Professorat:
RAMON FABREGAT GESA  / PERE VILA TALLEDA
Idioma de les classes:
Català (75%), Anglès (25%)

Competències

  • CFB4 Coneixement dels fonaments de l'ús i programació dels computadors, els sistemes operatius, les bases de dades i, en general, els programes informàtics amb aplicació en enginyeria.
  • CFB5 Coneixement de l'estructura, funcionament i interconnexió dels sistemes informàtics, així com els fonaments de la seva programació.
  • CCI9 Capacitat de conèixer, comprendre i avaluar l'estructura i arquitectura dels computadors, així com els components bàsics que els conformen.

Continguts

1. <b>Revisió i Modificacions en el disseny d’un computador (el cas de la màquina senzilla: MS)</b>

          1.1. Modificacions del software, del hardware i del firmware

          1.2. Ampliacions del repertori d'instruccions

          1.3. Incorporació d'utilitats

2. <b>La unitat de control microprogramada</b>

          2.1. L'esquema general

          2.2. Microinstruccions i microprogrames

          2.3. El seqüenciador i la memòria del microprograma

3. <b>El subsistema d'entrada / sortida</b>

          3.1. Controladors d'entrada / sortida

          3.2. Tipus d'operacions d'entrada / sortida (conceptes de "polling", interrupcions, DMA, ...)

          3.3. Concepte de processador d'entrada / sortida

4. <b>Conceptes d'aspectes avançats</b>

          4.1. Microprocessadors i microcontroladors

          4.2. Tipus d'arquitectures (Von Neumann i Harvard)

          4.3. Classificació dels computadors segons el repertori d'instruccions (Complex-CISC i Reduced-RISC)

          4.4. Tipus d'emmagatzematge de dades (Little Endian i Big Endian)

          4.5. Segmentació, paral.lelisme, ...

5. <b>Programació en llenguatge assemblador MIPS-32</b>

          5.1. Arquitectura de la màquina MIPS-32, mapa de memòria i representació de dades

          5.2. Llenguatge assemblador (estructura d’un programa, utilitats i el simulador – el cas de l’SPIM-)

          5.3. Els processos i els programes d’assemblatge, muntatge i càrrega

          5.4. Instruccions (representació, formats i pseudoinstruccions) i modes d'adreçament

          5.5. Estructures de control del programa

          5.6. Subrutines (la pila, pas de paràmetres i convenis MIPS)

6. <b>Introducció als sistemes operatius</b>

          6.1. Objectius i funcions dels sistemes operatius

          6.2. Conceptes de planificació i de gestió de memòria

Activitats

Tipus d’activitat Hores amb professor Hores sense professor Total
Classes expositives 30 12 42
Classes pràctiques 14 16 30
Prova d'avaluació 10 20 30
Resolució d'exercicis 14 36 50
Tutories 8 0 8
Total 76 84 160

Bibliografia

  • Ayguadé i Parra, Eduard (1992 ). La Màquina senzilla : introducció a l'estructura bàsica d'un computador . Barcelona: UPC. Unversitat Politècnica de Catalunya. Catàleg
  • Angulo Usategui, José María (cop. 2003 ). Fundamentos y estructura de computadores . Madrid: International Thomson. Catàleg
  • Hennessy, John L (1995 ). Organización y diseño de computadores : la interfaz hardware ([2ª ed.]). Madrid [etc.]: McGraw-Hill. Catàleg
  • Hall, Douglas V (1992 ). Microprocessors and interfacing : programming and hardware (2nd ed.). Lake Forest [etc.]: Glencoe. Catàleg

Avaluació i qualificació

Activitats d'avaluació:

Descripció de l'activitat Avaluació de l'activitat %
Realització de les sessions pràctiques. Realització de programes amb els simuladors de la Màquina Senzilla i de MIPS. L'estudiant de forma individual resoldrà diferents exercicis de la Màquina Senzilla i del MIPS. Les pràctiques es realitzaran en una aula d'informàtica. Per a l'avaluació d'aquestes activitats es tindrà en compte 3 aspectes:
a) Grau de preparació previ de cadascuna de les sessions pràctiques per part de l'estudiant.
b) Realització de cadascuna de les pràctiques proposades. .
c) Lliurament de l'informe final de cadascuna de les pràctiques. Es tracta de fer un informe on s'hi faci constar bàsicament els aspectes contemplats en els apartats a i b, anteriorment esmentats, de forma correcta i concisa.
30
Sessions de problemes. Realització de problemes a l'aula de tots els temes de l'assignatura amb l'ajut del professor. Activitat optativa on cada estudiant podrà lliurar els problemes proposats per cada sessió. Per a l'avaluació d'aquesta activitat es tenen en compte 3 aspectes:
a) preparació dels exercicis al principi de la sessió,
b) participació activa en la resolució dels problemes en la classe, i
c) l’assistència a les sessions.
10
Realització d'exercicis test amb l'ACME. Activitat optativa d'avaluació continuada que té com a objectiu bàsic que l'alumne pugui obtenir realimentació sobre el grau de progrés de cadascun dels temes de l'assignatura. La idea és que cada alumne pugui contestar un quadernet individualitzat que conté qüestions de tipus test com les que apareixen en els diferents exàmens de l'assignatura. El professor té la possibilitat de detectar, de forma individualitzada, les mancances que puguin presentar els alumnes, per tal de proposar activitats de reforç en determinades temàtiques de l'assignatura. Es realitzarà una avaluació sobre cadascun dels quadernets de qüestions que hi ha per a cadascun dels temes de l'assignatura. 10
Exàmens. Es proposen un total de 2 exàmens (1 de parcial i un de final). Per veure el contingut i normativa vegeu l'apartat "qualificació". Els exàmens solen tenir una part tipus test (sense apunts) i una part de problemes (amb apunts). Podeu trobar tots els exàmens i les solucions de cursos anteriors a la intranet. 50

Qualificació

Les 4 activitats d'avaluació que es considereran, son:

1) Realització de les sessions pràctiques: realització de programes amb els simuladors de la Màquina Senzilla i el MIPS.

Activitat obligatòria
L'estudiant de forma individual resoldrà diferents exercicis de la Màquina Senzilla i del MIPS. Les pràctiques es realitzaran en una aula d'informàtica. ENTREGA OBLIGATÒRIA: Abans de començar la següent pràctica.

2) Sessions de problemes. Realització de problemes a l'aula de tots els temes de la assignatura amb l'ajut del professor.

Activitat optativa
Cada estudiant podrà lliurar els problemes proposats per cada sessió.

3) Realització d'exercicis test amb l'ACME.

Activitat optativa
Aquesta activitat d'avaluació continuada té com a objectiu bàsic que l'alumne pugui obtenir realimentació sobre el grau de progrés de cadascun dels temes de l'assignatura. La idea és que cada alumne pugui contestar un quadernet individualitzat que conté qüestions de tipus test com les que apareixen en els diferents exàmens de l'assignatura. El professor té la possibilitat de detectar, de forma individualitzada, les mancances que puguin presentar els alumnes, per tal de proposar activitats de reforç en determinades temàtiques de l'assignatura. Es realitzarà una avaluació sobre cadascun dels quadernets de qüestions que hi ha per a cadascun dels temes de l'assignatura.

4) Exàmens (parcial i final de recuperació).

Activitat obligatòria
L'examen final de curs té una part tipus test (sense apunts) i una part de problemes (amb apunts). Caldrà obtenir una nota mínima de 3.5 de cada part. Es podran trobar els exàmens i les solucions de cursos anteriors (d'assignatures afins) a la intranet. És important remarcar que en els exàmens poden aparèixer continguts correponents a les sessions de problemes i pràctiques.


L'avaluació de l'assignatura té en compte les 4 activitats descrites:

1. Examen
Activitat obligatòria. En els exàmens, l'assignatura es divideix en 2 blocs:
- Bloc 1: temes 1 al 4
- Bloc 2: temes 5 i 6

Cada bloc s'ha d'aprovar independentment dels altres amb una nota MÍNIMA de 5. Durant el curs hi haurà els següents exàmens amb la possibilitat d'aprovar els blocs indicats:
- Parcial MS (bloc 1) - Parcial MIPS (bloc 2)
- Final de recuperació / Millora de Nota - blocs 1 i 2

La nota final dels exàmens serà la mitjana dels 2 blocs, en el cas d'haver-los superat tots dos (nota>=5).

2. Pràctiques
Activitat obligatòria. Assistència Obligatòria. La nota de pràctiques tindrà en compte l'assistència, el treball realitzat en el laboratori, i els informes lliurats. Els informes de pràctiques es lliuraran a través de la pàgina web de l'assignatura. Caldrà treure una nota>=5 d'aquest bloc per superar el curs. Hi haurà la opció de recuperació de pràctiques al final de curs pels estudiants que hagin superat el bloc d'examen. En aquesta fase de recuperació la nota màxima del bloc de pràctiques serà de 6.

3. Problemes
Activitat voluntària. L'avaluació tindrà en compte la presentació dels exercicis proposats, la participació i l'assistència a les sessions de problemes.

4. ACME
Activitat voluntària. L'avaluació tindrà en compte la realització d'exercicis de tipus test i els intents necessaris per arribar a la solució.


AVALUACIÓ FINAL

1. Exàmens: si la nota dels exàmens de cada bloc >=5 llavors compta el 50% de la nota final. Cal treure nota MÍNIMA de 5 (opció de recuperació, 2 examens per bloc).
2. Pràctiques: si la nota de pràctiques >=5 llavors compta el 30% de la nota final. Cal treure nota MÍNIMA de 5 (opció de recuperació al final del curs) .
3. Problemes: compta el 10% de la nota final.
4. ACME: compta el 10% de la nota final.

Per tal d'aprovar la assignatura la nota final del curs ha de ser >=5.

Criteris específics de la nota «No Presentat»:
La realització d'alguna de les següents activitats OBLIGATÔRIES comportarà l'avaluació final de l'assignatura, i per tant es considerarà com a presentat en la nota final:

1) Exàmens
2) Pràctiques (que s'han de realitzar dins els terminis especificats durant el curs)

Observacions

Es recomana haver cursat amb profit l'assignatura Estructura i Tecnologia de Computadors I i comprendre suficientment els diferents temes tractats.

ATENCIÓ: algun dels temes de l'assignatura ETC2 es pot realitzar en anglès !!

Assignatures recomanades

  • Estructura i tecnologia de computadors I