Arquitectura de Computadores-1314-guia_IC_0

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1 
GUÍA DE APRENDIZAJE 
Arquitectura de Computadores 
GRADUADO EN INGENIERÍA DE 
COMPUTADORES 
DATOS DESCRIPTIVOS 
 
CENTRO RESPONSABLE EU de Informática 
OTROS CENTROS 
IMPLICADOS 
 
CICLO 
MÓDULO 
MATERIA: 
Estructura, Arquitectura y Organización de 
Computadores 
ASIGNATURA: Arquitectura de Computadores 
CURSO: 2º 
DEPARTAMENTO 
RESPONSABLE 
Informática Aplicada 
CRÉDITOS EUROPEOS: 6 
CARÁCTER: Obligatoria 
ITINERARIO: 
CURSO ACADÉMICO: 2013/2014 
PERIODO DE 
IMPARTICIÓN: 
Primer Semestre 
IDIOMAS IMPARTICIÓN: Español 
OTROS IDIOMAS DE 
IMPARTICIÓN: 
 
HORAS/CRÉDITO 26 
 
 
2 
i 
PROFESORADO 
 
NOMBRE Y 
APELLIDOS 
 
DESPACHO Correo electrónico EN INGLÉS 
Francisco Aylagas 
Romero 
D-4418 
D-6110 
paylagas@eui.upm.es No 
Elvira Martínez de Icaya 
Gómez (coord.) 
D-4107 emicaya@eui.upm.es No 
 
TUTORÍAS 
 
NOMBRE Y 
APELLIDOS 
TUTORÍAS 
LUGAR DÍA DE A 
Francisco Aylagas 
Romero 
D-6110 
Lunes 12:00 14:00 
Jueves 12:00 14:00 
Viernes 12:00 14:00 
Elvira Martínez de 
Icaya Gómez (c) 
D-4107 
Martes 11:00 14:00 
Miércoles 11:00 14:00 
 
GRUPOS 
 
 Nº de Grupos 
GRUPOS ASIGNADOS EN: 
Teoría 2 
Laboratorios 4 
 
REQUISITOS PREVIOS NECESARIOS 
 
 
ASIGNATURAS 
SUPERADAS: 
 
OTROS REQUISITOS 
 
 
 
 
 
 
 
3 
CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS 
 
ASIGNATURAS PREVIAS 
RECOMENDADAS: 
 
CONOCIMIENTOS 
PREVIOS 
 
 
OTROS CONOCIMIENTOS Sistemas Digitales, Tecnología de Computadores, 
Estructura de Computadores 
 
 
RESULTADOS DE APRENDIZAJE 
 
CÓDIGO DESCRIPCIÓN 
RA_1 Conocer y utilizar los conceptos de rendimiento de un sistema informático. 
RA_2 Utilizar eficientemente los recursos básicos del computador mediante el lenguaje 
ensamblador 
RA_3 Evaluar la estructura interna del computador: rutas de datos, sistema de 
entrada/salida, sistema de memoria, … 
RA_4 Evaluar las modificaciones de la arquitectura von Neumann: algoritmos, 
características y modo de funcionamiento de la jerarquía de memorias, 
arquitecturas RISC, máquinas segmentadas, computadores superescalares y 
vectoriales, 
 
 
4 
COMPETENCIAS 
 
CÓDIGO COMPETENCIA NIVEL RA 
E2 
Capacidad de desarrollar 
procesadores específicos y sistemas 
empotrados, así como desarrollar y 
optimizar el software de dichos 
sistemas. 
N1 RA_2, RA_4 
E3 
Capacidad de analizar y evaluar 
arquitecturas de computadores, 
incluyendo sistemas distribuidos, así 
como de desarrollar y optimizar 
software de sistemas para las 
mismas. 
N1 RA_1, RA_3 
E5 
Capacidad de analizar, evaluar y 
seleccionar las plataformas 
hardware y software más adecuadas 
para el soporte de aplicaciones 
empotradas y de tiempo real. 
N1 RA_1, RA_3 
G10 Capacidad de análisis y de síntesis. N3 
RA_1, RA_2, 
RA_3, RA_4 
G13 Razonamiento Crítico. N2 RA_4 
G14 Resolución de problemas. N3 
RA_1, RA_2, 
RA_3, RA_4 
G6 Uso de la lengua inglesa. N3 
RA_1, RA_2, 
RA_3, RA_4 
G7 
Uso de Tecnologías de la 
Información y de las 
Comunicaciones. 
N3 
RA_1, RA_2, 
RA_3, RA_4 
G8 Trabajo en equipo N2 
RA_1, RA_2, 
RA_3, RA_4 
G9 Aprendizaje autónomo. N2 RA_2,RA_4 
I15 
Capacidad de conocer, comprender y 
evaluar la estructura y arquitectura 
de los computadores, así como los 
componentes básicos que los 
conforman. 
N3 RA_1, RA_3 
I4 
Conocimiento de los fundamentos 
del uso y programación de los 
computadores, los sistemas 
operativos, las bases de datos y, en 
general, los programas informáticos 
con aplicación en ingeniería. 
N1 
RA_1, RA_2, 
RA_3, RA_4 
5 
CÓDIGO COMPETENCIA NIVEL RA 
I5 
Conocimiento de la estructura, 
funcionamiento e interconexión de 
los sistemas informáticos, así como 
los fundamentos de su 
programación. 
N3 
RA_2, RA_3, 
RA_4 
 
 
 
 
 
INDICADORES DE LOGRO 
 
CÓDIGO INDICADOR 
IN_01 
Profundizar en el conocimiento de los 
diferentes módulos que forman un 
computador 
RA_3 
IN_02 
Adquirir destrezas que permitan 
comparar el rendimiento de varios 
computadores 
RA_1 
IN_03 
Profundizar en las técnicas que 
permiten aumentar el rendimiento de 
los computadores 
RA_1 
IN_04 
Detectar, analizar y resolver los 
problemas que afectan al rendimiento 
de los computadores 
RA_1 
IN_05 Revisión de las últimas tendencias en 
Arquitectura de Computadores 
RA_3 
IN_06 
Que el alumno conozca qué conceptos 
están relacionados con la Arquitectura 
de computadores 
RA_1, RA_2, RA_3, RA_4 
IN_07 
Que el alumno conozca los tipos 
básicos de arquitecturas de ordenadores 
RA_3, RA_4 
IN _08 
Que el alumno conozca los principales 
parámetros, técnicas y herramientas que 
permiten evaluar el rendimiento de un 
computador 
RA_1 
IN _09 Que el alumno sepa comparar el 
rendimiento de dos computadores 
RA_1 
IN _10 
Que el alumno sepa identificar que 
partes del computador afectan al 
rendimiento del mismo 
RA_1 
6 
CÓDIGO INDICADOR 
IN _11 
Que el alumno conozca el formato del 
lenguaje máquina y ensamblador de 
algún procesador RISC real, así como 
los modos de direccionamiento y sus 
instrucciones típicas 
RA_2, RA_4 
IN _12 
Que el alumno conozca los conceptos y 
la estructura básica de un procesador 
segmentado (en Pipeline) 
RA_2, RA_4 
IN _13 
Que el estudiante conozca los 
problemas que pueden hacer que un 
procesador segmentado no tenga su 
máximo rendimiento 
RA_1 
IN _14 
Que el alumno conozca el 
funcionamiento de los procesadores que 
explotan al máximo el nivel de 
paralelismo de los programas 
(procesadores superescalares) 
RA_2, RA_4 
IN _15 
Que el alumno conozca los problemas a 
resolver en los procesadores 
superescalares 
RA_4 
IN _16 
Que el alumno conozca las diferentes 
tendencias en procesadores 
superescalares 
RA_4 
IN _17 
Que el alumno conozca la relación entre 
procesador y compilador 
RA_2, RA_4 
IN _18 
Que el alumno comprenda la 
organización jerárquica de la memoria 
de un ordenador 
RA_3 
IN _19 
Que el alumno conozca los diferentes 
tipos y organizaciones de memoria 
principal 
RA_3 
IN _20 
Que el alumno conozca el fundamento, 
la estructura y parámetros de 
rendimiento de las memorias caché 
RA_3 
IN _21 
Que el estudiante conozca las distintas 
políticas de ubicación, sustitución y 
escritura en las cachés 
RA_3 
IN _22 
Que el alumno conozca la importancia 
del sistema de entrada/salida en el 
rendimiento de computador 
RA_3 
IN _23 
Que el alumno conozca cómo se 
conectan los sistemas de entrada/salida 
al resto del computador 
RA_3 
IN_24 Que el alumno conozca la interfaz de 
los sistemas de entrada/salida 
RA_3 
7 
CÓDIGO INDICADOR 
IN_25 Que el alumno conozca las diferentes 
técnicas de entrada/salida 
RA_3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) 
 
TEMA APARTADOS LOGRO
8 
TEMA APARTADOS LOGRO
Tema 1 
El computador 
1.1. ¿Qué es Arquitectura de Computadores? 
1.2. Un poco de historia 
1.3. Estructura Básica de un Ordenador 
1.4. Rendimiento 
 
Tema 2 
Arquitectura básica 
del MIPS 64 
2.1. Características de la arquitectura MIPS64 
2.2. Juego de instrucciones 
2.3. Ensamblador de MIPS64 
 
Tema 3 
Segmentación del 
cauce 
3.1. Conceptos básicos 
3.2. Etapas del MIPS64 
3.3. Riesgos 
3.4. Operaciones multiciclo 
 
Tema 4 
Planificación 
dinámica 
4.1. Introducción 
4.2. Método del marcador (Scoreboard) 
4.3. Método de Tomasulo 
 
Tema 5 
Predicción 
dinámica de saltos 
5.1. Introducción 
5.2. Buffer de predicción de saltos (BPB) 
5.3. Buffer de destinos de saltos (BTB) 
5.4. Predictores globales 
5.5. Predictores adaptativos 
 
Tema 6 
Procesadores 
superescalares y 
VLIW 
6.1. Introducción 
6.2. El cauce Superescalar 
6.3. El modelo VLIW 
 
Tema 7 
Memoria 
7.1. Estructura jerárquica de la memoria 
7.2. Memoria caché 
7.3. Memoria principal 
7.4. Memoria virtual 
 
Tema 8 
Sistemas de 
entrada/salida 
8.1.Estructura general 
8.2. Espacios de direccionamiento 
8.3. Métodos de entrada/salida 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS 
Y MÉTODOS DE ENSEÑANZAS EMPLEADOS 
 
MODALIDAD DESCRIPCIÓN MÉTODO MÉTODOS DE ENSEÑANZA
Clases teóricas Clase teórica 
Lección magistral 
Estudio de teoría 
Clases de 
problemas 
Aprendizaje basado en problemas 
Resolución de problemas 
teóricos en cooperación con los 
alumnos 
Prácticas 
Desarrollo de prácticas individuales en el 
laboratorio. 
Resolución de problemas 
prácticos. 
 
CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA 
 
Sem. ACTIVIDADES 
 Actividad Modalidad 
Met. 
Ense 
Lugar Duración Evaluación Prep Carga(%) 
1 
Presentación Aula 1 h 
Tema 1 Teoría Aula 3 h 
 
2 
Tema 1 Teoría Aula 2 h 
Tema 2 Teoría Aula 2 h 
 
3 
Tema 2 Teoría Aula 1 h 
Tema 3 Teoría Aula 3 h 
 
4 
Tema 3 Teoría Aula 2 h 
Tema 3 Ejercicios Aula 2 h 
 
5 
Tema 3 Ejercicios Aula 2 h 
Práctica 1 Prácticas CIC 2 h 
 
6 
Examen temas 1, 2 y 
3 
Examen Otros 2 h Continua 
 
Tema 4 Teoría Aula 2 h 
 
7 
Tema 4 Teoría Aula 2 h 
Examen práctica 1 Examen CIC 2 h Continua 
 
8 
Tema 4 Ejercicios Aula 2 h 
Práctica 2 Prácticas CIC 2 h 
 
9 
Tema 5 Teoría Aula 2 h 
Práctica 2 Prácticas CIC 2 h 
 
10 
Tema 5 Teoría Aula 1 h 
Tema 5 Ejercicios Aula 1 h 
Examen Práctica 2 Examen CIC 2 h Continua 
11 
Tema 5 Ejercicios Aula 1 h 
Tema 6 Teoría Aula 3h 
 
12 Tema 6 Teoría Aula 2 h 
10 
Sem. ACTIVIDADES 
 Actividad Modalidad 
Met. 
Ense 
Lugar Duración Evaluación Prep Carga(%) 
Tema 7 Teoría Aula 2 h 
 
Entrega, en aula, 
artículos para 
trabajar 
competencia 
trasversal*
 
13 
Examen temas 4, 5 y 
6 
Examen Otros 2 h Continua 
 
Tema 7 Teoría Aula 1 h 
Práctica 3 Prácticas CIC 1 h 
14 
Tema 7 Ejercicios Aula 2 h 
Tema 8 Teoría Aula 2 h 
 
15 
Tema 8 Teoría Aula 1 h 
Examen temas 7 y 8 Examen Otros 1 h Continua 
Examen práctica 3 Examen CIC 2 h Continua 
16 
Examen final 
teoría//Examen temas 
7 y 8/Entrega trabajo 
artículos 
 Otros 2 h 
Examen final/ 
3ª evaluación 
continua 
 
Examen final 
prácticas/ 
3ª entrega y 
evaluación de 
prácticas 
 CIC 2 h 
Examen final/ 
3ª evaluación 
continua 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA 
11 
 
SEMANA ACTIVIDADES EVALUACIÓN CONTINUA. Convocatoria Ordinaria 
 Actividad Lugar 
Técnica 
eval1. 
Peso(%) 
Nota global 
Eval. 
min 
6 
Examen temas 
1, 2 y 3 (teoría) 
 
Aula/Otros 
Prueba de 
respuestas 
largas 
26,66% 
7 
Examen 
práctica 1 
CIC 
Prueba de 
ejecución de 
tareas reales 
5% 
10 
Examen 
práctica 2 
CIC 
Prueba de 
ejecución de 
tareas reales 
5% 
13 
Examen temas 
4, 5 y 6 (teoría) 
Aula/Otros 
Prueba de 
respuestas 
largas 
26,66% 
16 
Examen temas 
7 y 8 (teoría) 
 
Otros 
Prueba de 
respuestas 
largas 
26,66% 
 
 
16 
3ª entrega y 
evaluación de 
prácticas 
CIC 
Prueba de 
ejecución de 
tareas reales 
5% 
16 
Entrega trabajo 
artículos 
Otros 5% 
 
 
SEMANA 
ACTIVIDADES EVALUACIÓN “Sólo prueba final”. Convocatoria 
Ordinaria 
 Actividad Lugar 
Técnica 
eval2. 
Peso(%) 
Nota global 
Eval. 
min 
16 
Examen final de 
teoría 
 
Otros 
Prueba de 
respuestas 
largas 
80% 
 
5.0 
16 
Examen final 
prácticas 
 
CIC 
Prueba de 
ejecución de 
tareas reales 
15% 5.0 
16 
Entrega trabajo 
artículos 
Otros 5% 
 
 
 
 
 
ACTIVIDADES EVALUACIÓN “Sólo prueba final”. Convocatoria 
Extraordinaria (julio) 
 
 
 
12 
Actividad Lugar 
Técnica 
eval3. 
Peso(%) 
Nota global 
Eval. 
min 
Examen final de 
teoría 
 
Otros 
Prueba de 
respuestas 
largas 
80% 
 
5.0 
Examen final 
prácticas 
 
CIC 
Prueba de 
ejecución de 
tareas reales 
15% 5.0 
Entrega trabajo 
artículos 
Otros 5% 
 
 
CRITERIOS DE CALIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA 
 
La evaluación se podrá realizar mediante evaluación continua o mediante prueba final. 
El alumno deberá indicar su elección dentro del primer mes de impartición 
(hasta el 11 de octubre de 2013) de la asignatura; de no hacerlo, se supondrá que se 
opta por evaluación continua. 
CONVOCATORIA ORDINARIA 
EVALUACIÓN CONTINUA: 
 3 exámenes escritos parciales de teoría (80%) 
 3 actividades prácticas (laboratorios) (15%) 
 1 actividad escrita comentario artículo-evaluación competencia comunicación 
escrita (5%) 
 Para aprobar la asignatura es necesario aprobar por separado la teoría y las 
prácticas 
EVALUACIÓN MEDIANTE SÓLO PRUEBA FINAL: 
 Examen final de teoría (80%) 
 Examen final de prácticas (15%) 
 1 actividad escrita comentario artículo-evaluación competencia comunicación 
escrita (5%) 
 Para aprobar la asignatura es necesario aprobar por separado la teoría y las 
prácticas 
 Plazo para optar por este tipo de evaluación: Hasta el 11 de octubre de 2013 
CONVOCATORIA EXTRAORDINARIA (julio) 
 
 
13 
 Examen final de teoría (80%) 
 Examen final de prácticas (15%) 
 1 actividad escrita comentario artículo-evaluación competencia comunicación 
escrita (5%) 
 Para aprobar la asignatura es necesario aprobar por separado la teoría y las 
prácticas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RECURSOS DIDÁCTICOS 
 
TIPO DESCRIPCIÓN 
BIBLIOGRAFÍA Computer Arquitecture: A Quantitative Approach (4th. ed.) 
John L. Hennessy & David A. Patterson. 
Morgan Kaufmann Publishers, 2007 
Computer Organization and Design: The Hw/Sw Interface (4th. ed.) 
David A. Patterson & John L. Hennessy. 
Morgan Kaufmann Publishers, 2009 
Arquitectura de Computadores 
Julio Ortega, Mancia Anguita, Alberto Prieto 
Thompson, 2005 
RECURSOS WEB Material didáctico diverso (diapositivas, apuntes, ejercicios, exámenes, 
software de simulación, etc.) en http://www.dia.eui.upm.es 
EQUIPAMIENTO Aula de la EUI con cañón de vídeo conectado a PC en la mesa del 
profesor y sistema de audio inalámbrico. Pizarra clásica. 
 
OTRA INFORMACIÓN RESEÑABLE 
 
*Dentro del proyecto de la EUI de evaluación de competencias transversales, 
esta asignatura se encargará este curso de evaluar la competencia de 
COMUNICACIÓN ESCRITA.