
Fundamentos de los Computadores
Código: 102765Créditos: 6
| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Ingeniería Informática | FB | 1 |
Profesor/a de contacto
- Nombre :
- Vicenç Soler Ruíz
- Correo electrónico :
- vicenc.soler@uab.cat
Equipo docente
- Lluís Antoni Terés Terés
- Jorge Sacristan Riquelme
- Juan Escudero Garcia
- Gabriel Ramirez Gonzalez
- Francesc Serra Graells
- Isaac Martinez Sabate
- Raul Aragonés Ortíz
Equipo docente (externo a la UAB)
- Marc Torres Padilla
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
No hay prerrequisitos.
Objetivos
Esta asignatura, de formación básica, se enmarca en el primer curso de la titulación.
El objetivo de la asignatura es que el alumnado comprenda el papel que los sistemas digitales juegan en el mundo de la informática, sean capaces de diseñar e implementar sistemas digitales de complejidad media-baja utilizando puertas lógicas, lenguajes de descripción de hardware y dispositivos reconfigurables. La materia está estructurada en cuatro bloques:
- Representación de la información en el ordenador
- Circuitos digitales combinacionales
- Circuitos digitales secuenciales
- Breve introducción a las arquitecturas UP-UC
Todo esto deja a los estudiantes en condiciones de poder abordar el diseño de circuitos más elaborados y para entender que un computador sólo es un sistema digital de cierta complejidad; que es lo que podrán diseñar en el curso posterior a partir de estos conocimientos de circuitos y sistemas digitales.
Resultados de aprendizaje
- KM08 (Reconocer los distintos bloques que constituyen los computadores, así como su funcionamiento interno) Reconocer los distintos bloques que constituyen los computadores, así como su funcionamiento interno
- SM08 (Determinar la arquitectura básica del computador, sus unidades funcionales y sus fundamentos teóricos de programación) Determinar la arquitectura básica del computador, sus unidades funcionales y sus fundamentos teóricos de programación
Contenidos
1. Representación de la información en el ordenador
- Sistemas de numeración: sistemas más habituales y cambios de base
- Representación de texto y números.
- Representación de números enteros (M&S, C1 y C2) y reales (punto fijo y punto flotante)
- Álgebra de Boole y aritmética binaria básica con números enteros
2. Circuitos combinacionales (CC)
- Señales y sistemas digitales. Descripción de un sistema digital. Sistemas Electrónicos Digitales (SED). De los transistores MOS a las puertas lógicas AND, OR e INV. Síntesis de SED como proceso de progreso refinamiento.
- Definición de Circuito Combinacional. Síntesis desde tablas a ROM ya puertas lógicas.
- Álgebra de Boole. Tablas de verdad. Funciones combinacionales
- Puertas lógicas NAND, NOR, XOR, NXOR. Buffers 3-state.
- Relación Costes/Prestaciones: Tiempo de respuesta versus complejidad hardware.
- Módulos combinacionales: multiplexores, decodificadores...
- Métodos de síntesis: Síntesis desde tablas de verdad o directa desde algoritmos.
3. Circuitos secuenciales (CS)
- Necesidad de los circuitos secuenciales. Definición de un CS. Estados y sincronización. Circuitos secuenciales síncronos. Reloj, reset y set.
- Componentes secuenciales básicos: biestables, flip flops y laches.
- Descripción explicita de CS: Grafos de Comportamiento y Tablas de Transición de Estados.
- Síntesis de CS a partir de grafos-tablas. Máquinas de Moore y Mealy. Codificación de estados.
- Registros, contadores, memorias. Estructuras, tipos y usos más frecuentes.
4. Breve introducción en las arquitecturas UP-UC
- Concepto de Unidad de Proceso (UP) y Unidad de Control (UC).
- Unidad de Proceso (UP): recursos de cálculo, almacenamiento y encaminamiento de datos bajo control de la UC.
- Unidad de Control (UC): máquina de estados finitos para gestionar la UP.
- Ejemplo de UP-UC sencilla con UP basada en multiplexores y UC basada en una máquina de Moore.
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Prácticas de laboratorio | 12 | 0,48 | |
| Estudio de casos | 12 | 0,48 | |
| Clases de problemas | 30 | 1,2 | |
| Estudio autónomo | 40 | 1,6 | |
| Visualización de videos | 12 | 0,48 | |
| Trabajos complementarios de prácticas | 10 | 0,4 | |
| Preparación y resolución de ejercicios | 16 | 0,64 |
- La plataforma virtual de comunicación con el alumnado es el Campus Virtual (CV) de la UAB.
- La asignatura se organiza en cuatro bloques principales. Los materiales que se ofrecen a través del Campus Virtual incluyen una serie de vídeos que el alumnado debe visualizar antes de asistir a clase y que contienen los conocimientos teórico-prácticos necesarios para el diseño de sistemas digitales y ejercicios prácticos.
- La asignatura se imparte en modalidad "problemas de aula". Todas las clases presenciales se tratan como sesiones basadas en problemas. Las clases se dedican a la resolución de cuestiones y dudas de los vídeos, y de casos propuestos por el profesorado. El alumnado debe participar activamente en estas clases; no se trata de clases convencionales "de teoría". Tienen lugar en grupos pequeños (del orden de 30-40 estudiantes), condición indispensable para alcanzar el grado de interactividad necesario en una asignatura de carácter eminentemente práctico.
- La asignatura se completa con unas prácticas en laboratorio donde el alumnado implementa los circuitos, que hasta entonces se habían limitado a diseñar "sobre papel". Cada sesión acoge a 20-25 estudiantes que trabajan en grupos de 2 y tiene una duración de 2 horas.
- Las tutorías podrán ser individuales o en pequeños grupos y se realizarán a demanda y en coordinación entre cada profesor y los estudiantes. También pueden existir tutorías colectivas que podrá proponer el equipo docente, pero estas requerirán el envío previo al foro correspondiente del Campus Virtual (CV) de aquellas preguntas concretas sobre conceptos o ejercicios que haya que resolver para que el profesorado pueda planificar y realizar adecuadamente la tutoría.
- Nota: se reservarán 15 minutos de una clase, dentro del calendario establecido por el centro/titulación, para que los alumnos completen las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Dos pruebas parciales y/o examen final | 50% | 8 | 0,32 | KM08, SM08 |
| Actividades evaluables de prácticas | 30% | 2 | 0,08 | SM08 |
| Entrega de problemas | 20% | 8 | 0,32 | KM08, SM08 |
Esta asignatura no prevé el sistema de evaluación única.
a) Proceso y actividades de evaluación programadas
La evaluación del estudiantado incluye las siguientes actividades:
- Dos pruebas parciales a realizar individualmente, presencialmente, en un entorno controlado, y en formato escrito. Estas pruebas parciales evalúan el conocimiento adquirido por el estudiante y su capacidad razonada de diseñar circuitos digitales eficientes.
- Resolución de ejercicios: comprende un conjunto de ejercicios on-line, con corrección automática, que el estudiante debe entregar en unas fechas previamente especificadas. Actividad individual.
- Visualización de los vídeos antes de asistir a cada clase, necesaria para poder seguir las clases presenciales. Actividad individual.
- Actividades donde el alumnado debe demostrar las competencias adquiridas durante el desarrollo de las prácticas. Actividad grupal.
La nota del curso obtenida por evaluación continua (EC) se calcula a partir de:
- (actividad 1) El promedio de las notas obtenidas en las dos pruebas parciales (PP1 y PP2),
- (actividades 2 y 3) la entrega de ejercicios y visualización de vídeos (Pb),
- (actividad 4) la nota de las actividades evaluables de prácticas (PL)
de acuerdo con la fórmula: EC = PP · 0,5 + Pb · 0,2 + PL · 0,3
Donde PP = (PP1 + PP2)/2
Para aprobar el curso por evaluación continua se deben cumplir las siguientes condiciones:
1) EC ≥ 5,
2) PP1 y PP2 ≥ 4 (cada una de ellas), y PP ≥ 5.
3) PL ≥ 5.
b) Programación de actividades de evaluación
Las fechas de las pruebas de evaluación y de la entrega de ejercicios se publican al inicio del curso en el Campus Virtual (CV) y en la web de la Escuela (apartado de exámenes), y pueden estar sujetas a cambios de programación debido a situaciones imprevistas. Cualquier modificación de las mismas se avisará a través de esta plataforma.
Es importante puntualizar que no se realizará ningún examen a ningún estudiante fuera de los días programados al efecto, salvo que concurran causas justificadas que se hayan informado antes de la fecha prevista, y con el consentimiento del profesor.
c) Proceso de recuperación
La actividad 1 de evaluación correspondiente a la teoría se puede recuperar en la prueba final.
- Si la nota obtenida en una de las pruebas parciales PP1 o PP2 es < 4, se debe superar esta calificación presentándose a un examen de recuperación del parcial correspondiente. Para poder aplicar la fórmula (que tiene en cuenta los parciales, los evaluables y las prácticas), la nota obtenida en esta recuperación debe ser ≥ 5
- Si la nota obtenida respectivamente en los 2 parciales es < 4, el estudiante debe presentarse a un nuevo examen que incluirá toda la materia. La nota obtenida será la nueva nota PP, que debe ser ≥ 5 para poder aplicar la fórmula (que tiene en cuenta los parciales, los evaluables y las prácticas).
Las actividades 2 y 3 (entrega de ejercicios y visualización de los videos) que corresponde a un 20% de la nota final no se pueden recuperar. La actividad 4 tampoco se puede recuperar.
Si finalmente PP < 5 o PL < 5, la nota final de la asignatura será el valor más bajo entre la nota EC y 4,5.
Un estudiante que tenga aprobado un parcial o incluso esté aprobado por evaluación continua puede volver a presentarse en la recuperación. La nota final será la obtenida en esta recuperación, sea mejor o peor que la anterior.
d) Procedimiento de revisión de las calificaciones
Las notas de las actividades de evaluación se publican en el CV. Se informará del procedimiento de revisión una vez publicadas las notas y normalmente consistirá en establecer un plazo para que los estudiantes soliciten la revisión y en función de las peticiones recibidas se informará al alumnado sobre la fecha y plazo concreto para hacer la revisión. Si el estudiante no sigue el procedimiento establecido en la revisión o no se presenta a la revisión no se revisará posteriormente la calificación de esta actividad.
La revisión de cualquier prueba puede suponer tanto una mejora como un empeoramiento de la nota correspondiente,dependiendo de la interpretación revisada que se haga de la prueba.
e) Calificaciones especiales
- Se evaluará con un "no-evaluable" al estudiante que no haya participado en ninguna prueba de evaluación o prácticas de laboratorio.
- Para obtener una "matrícula de honor (MH)" la nota final obtenida por el estudiante debe ser ≥ 9,0. No obstante, dado que el número de MHs no puede exceder el 5% del número de estudiantes matriculados en la asignatura, esta condición no es suficiente y, por tanto, las MH se asignarán a los estudiantes que hayan obtenido las calificaciones más altas.
f) Consecuencias de las irregularidades cometidas por los estudiantes: copia y plagio,...
Sin perjuicio de otras medidas disciplinarias que se estimen oportunas, y de acuerdo con la normativa académica vigente, las irregularidades cometidas por un/a estudiante que puedan conducir a una variación de la calificación en una actividad evaluable se calificarán con un cero (0). Las actividades de evaluación calificadas de esta forma y por este procedimiento no serán recuperables. Si es necesario superar cualquiera de estas actividades de evaluación para aprobar la asignatura, esta asignatura quedará suspendida directamente, sin oportunidad de recuperarla en el mismo curso. Estas irregularidades incluyen, entre otras:
- la copia total o parcial de una práctica, informe, o cualquier otra actividad de evaluación;
- permitir que otros se copien;
- presentar un trabajo de grupo no hecho íntegramente por los miembros del grupo (aplicado a todos los miembros, no sólo a los que no han trabajado);
- uso no autorizado de la IA (p. ej., Copiloto, ChatGPT o equivalentes) para resolver ejercicios, prácticas y/o cualquier otra actividad evaluable;
- presentar como propiosmateriales elaborados porun tercero, aunquesean traducciones o adaptaciones, y en general trabajos con elementos no originales y exclusivos del estudiante;
- tener dispositivos de comunicación (como teléfonos móviles, smart watches, bolígrafos con cámara, etc.) accesibles durante las pruebas de evaluación teórico-prácticas individuales (exámenes);
- hablar con compañeros durante las pruebas de evaluación teórico-prácticas individuales (exámenes);
- copiar o intentar copiar de otros alumnos durante las pruebas de evaluación teórico-prácticas (exámenes); usar o intentar usar escritos relacionados con la materia durante la realización de las pruebas de evaluación teórico-prácticas (exámenes), cuando éstos no hayan sido explícitamente permitidos.
Uso restringido de la IA: Para esta asignatura, se permite el uso de tecnologías de Inteligencia Artificial (IA) exclusivamente en labores de soporte, como la búsqueda bibliográfica o de información. El estudiante tendrá que identificar claramente qué partes han sido generadas con esta tecnología, especificar las herramientas utilizadas e incluir una reflexión crítica sobre cómo éstas han influido en el proceso y el resultado final de la actividad. La no transparencia del uso de la IA en esta actividad evaluable se considerará falta de honestidad académica y puede acarrear una penalización parcial o total en la nota de la actividad, o sanciones mayores en casos de gravedad.
En ediciones futuras de esta asignatura, al alumnado que haya cometido irregularidades en un acto de evaluación no se le convalidará ninguna de las actividades de evaluación realizadas.
En resumen: copiar, dejar copiar o plagiar (o el intento de) en cualquiera de las actividades de evaluación equivale a un SUSPENSO, no compensable y sin convalidaciones de partes de la asignatura en cursos posteriores.
g) Evaluación de los estudiantes repetidores
En el proceso de evaluación descrito, no habrá ningún tratamiento diferenciado para los estudiantes repetidores.
Bibliografía
- Apuntes de la asignatura realizados por el profesorado.
- Digital Design and Computer Architecture, RISC-V Edition. S. Harris, D. Harris. 1ª Edition 2021. Paperback ISBN 9780128200643; ebook ISBN 9780128200650
- Digital Systems: From Logic Gates to Processors. Deschamps JP, Valderrama E, Terés L. Springer 2017. ISBN 978-3-319-41198-9. Este es el libro de base para los cursos on-line:
- Coursera MOOC (español): https://www.coursera.org/learn/sistemas-digitales
- Coursera MOOC (inglés): https://www.coursera.org/learn/digital-systems
- Exercicis resolts de Disseny Digital. Joan Pons, Dani Bardés, Diego Mateo i Josep Altet. ISBN: 9798334549364. 1ª edició 2024.
Software
- Quartus II Web Edition
Grupos e idiomas de la asignatura
La información proporcionada es provisional hasta el 30 de noviembre. A partir de esta fecha, podrá consultar el idioma de cada grupo a través de este enlace. Para acceder a la información, será necesario introducir el CÓDIGO de la asignatura
| Tipo de docencia | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (PAUL) Prácticas de aula | 411 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 411 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 412 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 412 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 413 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 414 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 415 | Catalán | primer cuatrimestre | tarde |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 416 | Catalán | primer cuatrimestre | tarde |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 417 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 418 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 419 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 420 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 421 | Catalán | primer cuatrimestre | tarde |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 422 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 431 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 432 | Catalán | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 451 | Catalán | primer cuatrimestre | tarde |
| (PAUL) Prácticas de aula | 452 | Catalán | primer cuatrimestre | tarde |