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ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR - INF288

Fundamentación: Hoy en día nadie duda que las computadoras forman parte activa de nuestras vidas. Ya casi nada ocurre sin que medie una computadora. Es por esta razón que resulta importante conocer cómo se componen, como están organizados y la diferencias que existen entre los sistemas, las aplicaciones, el hardware y el ordenamiento lógico entre cada uno de estos componentes. Para un buen desenvolvimiento en el área de las aplicaciones es vital conocer desde adentro una computadora de escritorio y describir de manera simple y objetiva los elementos que la componen. Entender la diferencia entre lo que es el sistema operativo y las aplicaciones, entre el hardware y la conectividad y entre los diferentes tipos de almacenamiento hará que cada uno de nosotros pueda optimizar el uso de este recurso y desde ya sacarle el máximo de provecho.

Objetivos: Generales Analizar la estructura y el funcionamiento de los computadores. Reconocer los principales componentes de diseño de un microprocesador. Comprender la interrelación entre los fundamentos de la organización y la arquitectura de computadores. Analizar los principios de funcionamiento de las arquitecturas relacionados con computadores avanzados. Específicos Reconocer los sistemas numéricos, métodos de conversión y operaciones básicas. Reconocer la arquitectura básica del ordenador, Modelo de Von Neumann. Identificar los componentes de la Mother Board, relaciones y comunicación entre ellos. Reconocer los componentes, funcionamiento y técnicas de microprocesadores. Reconocer los distintos medios de almacenamiento para elegir el más conveniente a la hora de utilizarlos. Identificar los dispositivos externos y los procesos, de audio, video e impresión.

Competencias: Genéricas: - Conocimientos curriculares y técnicos de la profesión - Gestión de la información y el conocimiento - Manejo de Tecnología Específicas: - Dominio para diseñar soluciones apropiadas a diversos dominios de aplicación, utilizando los principios y métodos propios de la ingeniería de software

Contenidos: 1 - INTRODUCCIÓN AL FUNCIONAMIENTO DE UN MODULO 1

MICROORDENADOR -

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1.1 - Sistemas de numeración. - MODULO 1

1.2 - Sistemas posicionales y no posicionales. - MODULO 1

1.3 - Expresión de un número en potencia de su base. - MODULO 1

1.4 - Sistema decimal, binario, octal y hexadecimal. - MODULO 1

1.5 - Métodos de conversión de números enteros y fraccionarios. - MODULO 1

1.6 - Complemento de un número. - MODULO 1

1.7 - Operaciones fundamentales: suma y resta. - MODULO 1

1.8 - Binario, octal y hexadecimal - MODULO 1

1.9 - Códigos. Tipos. Representación de datos a nivel de máquina. MODULO 1

Errores. -

1.10 - Circuitos digitales combi nacionales y secuenciales. Introducción a los circuitos lógicos. - MODULO 1 1.11 - Forma canónica de una función. Minimización de circuitos. - MODULO 1

1.12 - Método de mapas de Karnaugh de 2,3 y 4 variables. - MODULO 1

1.13 - Circuitos digitales combi nacionales. Tipos. - MODULO 1

1.14 - Circuitos digitales secuenciales. Latches, flip-flop y registros. - MODULO 1

1.15 - Contadores. Síncronos y asíncronos. - MODULO 1

1.16 - Concepto de Arquitectura y organización de un computador, estructura y funcionamiento de un computador. - MODULO 1 1.17 - Función del microprocesador. - MODULO 1

1.18 - Función de la memoria. ¿Cómo interactúan el microprocesador y la memoria? MODULO 1 1.19 - Arquitectura clásica de un computador: - MODULO 1

1.20 - Modelo de Von Neumann. - MODULO 1

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1.21 - Criterios de clasificación de los sistemas de memoria: ubicación, capacidad, unidad de transferencia, método de acceso, dispositivo físico, características físicas (volátil / no volátil, borrable / no borrable). - MODULO 1 1.22 - Capacidad y organización de almacenamiento. - MODULO 1

1.23 - Tiempo de acceso y tiempo de transferencia. - MODULO 1

1.24 - Jerarquía de memoria. - MODULO 1

1.25 - La memoria del sistema o memoria principal

semiconductora. - MODULO 1

1.26 - Tipos de memorias semiconductoras de acceso aleatorio: familia Ram y familia Rom. - MODULO 1 1.27 - Principio de funcionamiento de organizaciones avanzadas de memorias Ram. MODULO 1 2 - MOTHER BOARD O PLACA MADRE - MODULO 2

2.1 - La función de la placa madre. - MODULO 2

2.2 - Los componentes básicos de una placa madre. - MODULO 2

2.3 - El chipset y su importancia. - MODULO 2

2.4 - El reloj del sistema, unidades de medición. - MODULO 2

2.5 - Administración de dispositivos on board y off board. - MODULO 2

2.6 - Los puertos de conexión: el enlace exterior. - MODULO 2

2.7 - Tipos de interfaces y sus características. - MODULO 2

2.8 - Interface serie: RS-232 C, Bus Serie Universal (USB). - MODULO 2

2.9 - Interfaces paralela: Centronics, estándar IEEE 1284, Small Computer Systems Interface (SCSI). - MODULO 2 2.10 - Los slots de expansión. - MODULO 2

2.11 - Buses: concepto, características de un bus, jerarquía de buses, protocolo de bus, arbitraje de bus: centralizado, distribuido, interrupciones. - MODULO 2 2.12 - Control de errores: errores más comunes. Ejemplo de buses comerciales (bus PCI, bus serie FireWire). - MODULO 2

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2.13 - Interconexión entre procesador y periféricos. - MODULO 2

2.14 - Clasificación de los dispositivos de E/S. - MODULO 2

2.15 - Módulos de Entrada/Salida. - MODULO 2

2.16 - Técnicas de Entrada/Salida: E/S programada, E/S mediante interrupciones, MODULO 2 2.17 - Acceso directo a memoria (DMA). Apoyo al sistema operativo. - MODULO 2 3 - LOS MICROPROCESADORES - MODULO 3

3.1 - Componentes funcionales de los microprocesadores (CPU): ALU, FPU, UC, registros internos, caché, buses internos. - MODULO 3 3.2 - Organización de los registros Internos. - MODULO 3

3.3 - Ciclo de instrucción y estrategias de segmentación. - MODULO 3

3.4 - Unidad Aritmética y Lógica (ALU): sistema de numeración, representación de enteros, aritmética con enteros. - MODULO 3 3.5 - Unidad de Punto Flotante (FPU): representación en coma flotante, aritmética en coma flotante. - MODULO 3 3.6 - Unidad de Control (UC) y su importancia en la ejecución de las instrucciones: repertorio de instrucciones, modos de direccionamientos y formato de instrucciones, subrutinas y excepciones, diseño de la unidad de control (cableada, microprogramada). - MODULO 3 3.7 - Memoria caché: Principios básicos y elementos de diseño de la caché (tamaño, correspondencia, algoritmos de sustitución, política de escritura, tamaño de línea, nivel de caché, unificada o partida). - MODULO 3 3.8 - Las interrupciones. - MODULO 3

3.9 - Código nemónico. Lenguajes de máquina de nivel convencional. Lenguaje ensamblador - MODULO 3 3.10 - Parámetros de funcionamiento de los diversos microprocesadores del mercado. MODULO 3 3.11 - Computadores de repertorio reducido de instrucciones (RISC). - MODULO 3

3.12 - Características generales de las arquitecturas RISC. - MODULO 3

3.13 - Características CISC frente a RISC. - MODULO 3

3.14 - Modelo de no Von Neumann Paralelismo a nivel de instrucciones. - MODULO 3

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3.15 - Procesadores superescalares y segmentados - MODULO 3

3.16 - Arquitecturas avanzadas. Clasificación de las arquitecturas avanzadas. MODULO 3 3.17 - Conceptos de arquitecturas Grid. - MODULO 3

3.18 - Conceptos de arquitecturas reconfigurabes. - MODULO 3

3.19 - Conceptos de arquitecturas basadas en servicios. - MODULO 3

3.20 - Procesadores de la prestación. - MODULO 3

3.21 - Máquinas algorítmicas: Introducción. - MODULO 3

3.22 - Estructura general de las máquinas de estado. - MODULO 3

3.23 - Lenguaje de descripción de hardware. Componentes. Procedimiento de diseño. MODULO 3 3.24 - Ejemplos de máquinas de estado algorítmico. - MODULO 3

3.25 - Diseño de la unidad de procesamiento. - MODULO 3

3.26 - Diseño de la unidad de control. - MODULO 3 4 - MEDIOS DE ALMACENAMIENTO MASIVO - MODULO 4

4.1 - Grabación magnética. Códigos de grabación magnética. - MODULO 4

4.2 - Medios magnéticos: discos rígidos, discos flexibles, organización de los discos magnéticos. - MODULO 4 4.3 - Cintas magnéticas. - MODULO 4

4.4 - Discos ópticos: características y principio de funcionamiento, CD-ROM, CD RW, DVD. - MODULO 4 4.5 - Discos magneto-óptico: características y principio de funcionamiento. - MODULO 4

4.6 - Medios transportables (LS 120, Zip, Jazz, Sea Quest, etc.) : características generales. - MODULO 4 5 - PROCESAMIENTO DE AUDIO - MODULO 4

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5.1 - Teorema del muestreo. - MODULO 4

5.2 - Características fundamentales de la conversión analógica a digital y viceversa. MODULO 4 5.3 - Proceso de obtención PCM (Modulación por Codificación de Pulso). - MODULO 4

5.4 - Elementos funcionales de una placa de audio. - MODULO 4 6 - PROCESAMIENTO DE VIDEO - MODULO 4

6.1 - Características del procesamiento de video. - MODULO 4

6.2 - Elementos importantes y características funcionales de las MODULO 4

placas de video. -

6.3 - Tipos de pantallas y sus funcionamientos. - MODULO 4

6.4 - Buses y puertos gráficos: características principales. - MODULO 4 7 - DISPOSITIVOS DE IMPRESIÓN - MODULO 4

7.1 - Tecnología de impresión: clasificación. - MODULO 4

7.2 - Descripción del funcionamiento básico de las distintas tecnologías de impresión (matriz de punto, inyección de tinta, chorro de tinta, láser, térmicas, etc.). - MODULO 4 7.3 - Los plotters: características y principio de funcionamiento. - MODULO 4 Bibliografía: Básica: - Quiroga, I. P. ; 2010; Arquitectura de Computadoras.; Buenos Aires; Alfaomega Grupo Editor Argentino. - Stallings, William; 2005; Organización y arquitectura de computadores; 7°; Madrid, España; Pearson Ampliatoria: - Shen, J. P. y Lipasti, M. H. ; 2006; Arquitectura de Computadores, fundamentos de procesadores superescalares. ; Madrid; McGraw Hill - Tanenbaum, A. S. ; 2006; Structured Computer Organization ; 5a ; Amsterdam; Prentice Hall.

Recursos: Contenidos y materiales multimediales en plataforma. Bibliografía obligatoria. Buscadores vinculados a la profesión.

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Carga Horaria: La carga horaria semestral dedicada al dictado de la asignatura es 64 horas reloj. Descripción Analítica de las Actividades Teóricas y Prácticas:

Metodología: Las clases se organizarán tomando como base el material incluido en la bibliografía seleccionada. Las clases se desarrollarán a partir de las explicaciones relativas a los temas del programa por parte del profesor y de las intervenciones por parte de los alumnos. Así mismo los alumnos desarrollaran actividades como protagonistas del aprendizaje activo. La metodología que prevé esta materia es a través del recorrido de los materiales multimediales puestos a disposición, plataforma que permite el intercambio continuo con el docente.

Forma de Evaluación: En esta materia se evalúa el proceso de aprendizaje del alumno a través de las tareas realizadas por ellos en las fechas estipuladas institucionalmente. La aprobación, se determina en función al cumplimento de los criterios de evaluación especificados. Estos criterios se basan en tres áreas claves/críticas: cumplimiento de tiempos de entrega (según cronograma), cumplimento de las especificaciones de forma del entregable y nivel de logro de las competencias vinculadas a esta materia. La condición de regularidad de esta materia se define según lo establecido en el Reglamento Institucional, de acuerdo con la condición del alumno (Regular, Libre, Promocionado).

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