CURSO : ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
TRADUCCION : COMPUTER ARCHITECTURE
SIGLA : IIC2343
CRÉDITOS : 10
MÓDULOS : 03
CARÁCTER : MINIMO
DISCIPLINA : INGENIERIA
I.DESCRIPCION
Este curso ense?a el funcionamiento interno de un computador, tanto operativamente como en su estructura organizacional; describe y analiza diferentes arquitecturas, desde las simples maquinas secuenciales a las maquinas en paralelo, haciendo hincapie en la estructura basica, CPU, la aritmetica de procesamiento, memoria, procesos, y dispositivos de entrada y/o salida.
II.OBJETIVOS
Al finalizar el curso el alumno sera capaz de:
1.Identificar y explicar los componentes de las distintas arquitecturas de computadores.
2.Dise?ar una CPU basica, identificando y explicando el uso e interaccion de sus componentes.
3.Explicar los componentes del ciclo de ejecucion de una instruccion, y usar un conjunto completo de instrucciones, incluyendo los modos de direccionamiento y el manejo del stack.
4.Explicar el manejo de interrupciones, y el uso de las distintas piezas de hardware requeridas.
5.Distinguir los tipos de memoria y su jerarquia, y explicar el funcionamiento, elementos de hardware principales, y ventajas y problemas relativos a la memoria virtual y memoria cache.
6.Explicar las tecnicas para el aumento de desempe?o basadas en ejecucion simultanea de instrucciones: pipelining, ejecucion out-of-order, arquitecturas superescalares, e instrucciones SIMD.
7.Explicar el manejo de dispositivos de entrada/salida en un computador, y el rol de los controladores y DMA.
III.CONTENIDOS
1.Sistemas digitales: Algebra de Boole; circuitos combinacionales; ALU; flip-flops, registros y circuitos de memorias.
2.Arquitecturas: Maquina de von Neumann; Harvard; otras (distribuidas, paralelas, memoria compartida)
3.Unidad central de procesamiento (CPU): Partes de la CPU (unidad de control, control & decode hardwired y microprogramado, registros, ALU, FPU, buses internos); ciclo de la instruccion (fetch, decodificacion, operand fetch, ejecucion, writeback); conjuntos de instrucciones y tipos de funcionalidad (manipulacion de datos, control, E/S); CISC / RISC; modos de direccionamiento; instrucciones en lenguaje de ensamble/ maquina (OpCode, parametros, direccionamiento); subrutinas y manejo del stack; interrupciones de software y hardware; dise?o de una CPU basica.
4.Sistemas de memoria: Sistemas de almacenamiento, jerarquias y sus tecnologias; representacion y formato de datos (enteros, punto flotante, caracteres, big-little endian, precision); memorias cache (concepto, correspondencias, politicas de sustitucion y escritura, niveles, tipos, coherencia); memoria virtual (necesidad, MMU, paginacion, TLB).
5.Ejecucion paralela: Pipelining (conceptual, implementacion en CPU, peligros); ejecucion especulativa y prediccion de salto; introduccion a paralelismo a nivel de instrucciones (ILP); ejecucion out-of-order y arquitecturas superescalares; introduccion al SIMD y VLIW; multiples nucleos.
6.Entrada / salida: Fundamentos de E/S; estructura de E/S (controladores, acceso, lectura, DMA); almacenamiento externo (discos duros, CDs, DVDs, RAID); buses.
IV.METODOLOGIA
Modulos semanales:
- Catedras: 2
- Ayudantias: 1
El curso se realiza utilizando metodologias de ense?anza centradas en el alumno que permitan a los estudiantes desarrollar las competencias definidas en los objetivos del curso.
Este curso esta dise?ado de forma tal que el alumno dedique al estudio personal un promedio de 6 hrs. a la semana.
V.EVALUACION
Las evaluaciones pueden ser por medio de pruebas, proyectos y/o tareas.
VI.BIBLIOGRAFIA
Textos Minimos
Hamacher, V. Carl, Vranesic, Zvonko Computer organization. New York, McGraw Hill, 1990.
G, and Zaky Safwat G.
Hennessy, John and Patterson, Computer organization and design: the hardware/software
David A. interface. San Mateo, Calif., Morgan Kaufmann, 2006.
Mano, M. Morris Arquitectura de computadores, 3a ed. Mexico, D.F., Prentice Hall
Hispanoamericana, 1994.
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE CHILE
FACULTAD DE INGENIERIA / Mayo de 2009