
Arquitectura de Computadores y Periféricos
Código: 107851Créditos: 6
| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Ingeniería Electrónica de Telecomunicación | OB | 2 |
| Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación | OB | 2 |
Profesor/a de contacto
- Nombre :
- Dolores Isabel Rexachs Del Rosario
- Correo electrónico :
- dolores.rexachs@uab.cat
Equipo docente
- Rafael Cortes Fite
- Alvaro Wong Gonzalez
- Vicente José Ivars Camañez
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Aunque no hay prerequisitos formalmente establecidos, es muy recomendable un buen conocimiento del funcionamiento básico de un computador, de los sistemas digitales y fundamentos de programación. (Fundamentos de Informática, Sistemas digitales y lenguaje C).
Objetivos
Los objetivos básicos de la asignatura son proporcionar al estudiantado una visión global del funcionamiento de los sistemas computadores, tanto de propósito general como empotrados, y desarrollar competencias iniciales en programación de bajo nivel. Asimismo, se pretende introducir el funcionamiento de los periféricos, sus mecanismos de conexión y control, y su programación mediante lenguajes como ensamblador y C.
Estos objetivos se desarrollan a través de los siguientes aspectos:
- Comprender la organización y el funcionamiento básico de un computador de propósito general.
- Analizar la estructura y el funcionamiento de sistemas empotrados basados en microcontroladores.
- Adquirir habilidades fundamentales en programación en lenguaje ensamblador.
- Conocer los periféricos más comunes, sus mecanismos de interacción con el procesador y su gestión mediante operaciones de entrada/salida (E/S).
- Programar y controlar dispositivos de E/S utilizando lenguajes de bajo y alto nivel, especialmente ensamblador y C.
Resultados de aprendizaje
Ingeniería Electrónica de Telecomunicación
- KU117 (Distinguir los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware.) Distinguir los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware.
- SU121 (Utilizar los fundamentos de diseño, verificación y validación de software en la descripción de sistemas hardware basados en lenguajes de descripción del hardware a alto nivel.) Utilizar los fundamentos de diseño, verificación y validación de software en la descripción de sistemas hardware basados en lenguajes de descripción del hardware a alto nivel.
- SU122 (Utilizar herramientas informáticas de búsqueda de recursos bibliográficos o de información relacionada con las telecomunicacions y electrónica.) Utilizar herramientas informáticas de búsqueda de recursos bibliográficos o de información relacionada con las telecomunicacions y electrónica.
Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación
- KU117 (Distinguir los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware.) Distinguir los fundamentos de lenguajes de descripción de dispositivos de hardware.
- SU121 (Utilizar los fundamentos de diseño, verificación y validación de software en la descripción de sistemas hardware basados en lenguajes de descripción del hardware a alto nivel.) Utilizar los fundamentos de diseño, verificación y validación de software en la descripción de sistemas hardware basados en lenguajes de descripción del hardware a alto nivel.
- SU122 (Utilizar herramientas informáticas de búsqueda de recursos bibliográficos o de información relacionada con las telecomunicacions y electrónica.) Utilizar herramientas informáticas de búsqueda de recursos bibliográficos o de información relacionada con las telecomunicacions y electrónica.
Contenidos
1. Procesador: Arquitectura y Funcionamiento.
Organización del procesador y análisis básico de rendimiento.
Repertorio de instrucciones (ISA). Programación en ensamblador
Ruta de datos y Ciclo de ejecución de instrucciones
Segmentación (Pipelining).
2. Sistemas de entrada/salida y gestión de periféricos
Módulos y controladores de E/S.
Técnicas de sincronización y transferencia con dispositivos de E/S.
Periféricos y gestión de periféricos
Conexión y comunicación con dispositivos de E/S
3. Sistema de memoria
Características y tipos de memoria.
Organización de la memoria,
Jerarquía de memoria y principios de localidad.
Memoria caché y análisis básico del rendimiento.
4. Diseño de sistemas basados en microcontroladores
Organización interna de los microcontroladores, controladores integrados e interfaz externa.
Programación en ensamblador y C.
Gestión de controladores integrados (GPIO, temporizadores, interrupciones, UART, I2C,…)
Herramientas de desarrollo y depuración.
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Preparación de trabajo previo a las sesiones de laboratorio | 12 | 0,48 | SU122 |
| Resolución de problemas | 30 | 1,2 | SU122 |
| Estudio autónomo | 40 | 1,6 | SU122 |
| Clases presenciales | 35 | 1,4 | KU117 |
| Prácticas de laboratorio | 10 | 0,4 | SU121 |
| Clases de problemas | 12 | 0,48 | SU121 |
Clases magistrales
Los contenidos de la asignatura se presentarán mediante clases magistrales, en las que se introducirán los conceptos fundamentales del temario y se proporcionarán orientaciones para ampliarlos y profundizar en ellos de forma autónoma.
Aunque estas sesiones se basan principalmente en la exposición del profesorado, se fomentará la participación activa del alumnado mediante preguntas, ejemplos, problemas y ejercicios que permitan comprobar la comprensión de la materia.
Los ejercicios realizados y entregados durante estas sesiones podrán tenerse en cuenta en la evaluación dentro del ítem “Entrega periódica de ejercicios realizados en el aula”, siempre que la calificación obtenida en cada una de las pruebas individuales sea superior a 4.
Seminarios
Los seminarios permitirán consolidar y profundizar los conocimientos presentados en las clases magistrales. Para ello, se realizarán actividades como la resolución de problemas, el análisis de casos prácticos y la discusión razonada de soluciones.
También se promoverán metodologías de aprendizaje cooperativo y de resolución colaborativa de problemas. Los ejercicios realizados y entregados en los seminarios podrán formar parte de la evaluación correspondiente al ítem “Entrega periódica de ejercicios realizados en el aula”, siempre que la calificación obtenida en cada una de las pruebas individuales sea superior a 4.
Además, los seminarios servirán como espacio de seguimiento del trabajo práctico, en el que se orientará al alumnado sobre los conocimientos necesarios para desarrollarlo y sobre los recursos disponibles para adquirirlos.
En conjunto, los seminarios actuarán como puente entre las clases magistrales y el trabajo práctico, favoreciendo la capacidad de análisis y síntesis, el razonamiento crítico y la resolución de problemas.
Prácticas
El alumnado recibirá un dossier con la descripción del trabajo práctico que deberá desarrollar a lo largo del curso. Este trabajo se centrará en el diseño, implementación y prueba de programas en ensamblador y en C, con el objetivo de comprender el funcionamiento de un computador y los mecanismos del subsistema de entrada/salida.
Las sesiones prácticas se realizarán en grupos y se desarrollarán en sesiones de laboratorio de dos horas de duración. La asistencia a las prácticas será obligatoria; para poder superar esta parte de la asignatura, el alumnado deberá asistir como mínimo a cinco sesiones. Durante las sesiones, se implementarán, depurarán y validarán los programas propuestos.
Actividades supervisadas
Se utilizará el campus virtual ALUA Moodle como herramienta de apoyo a la docencia y de interacción entre el profesorado y el alumnado. A través de esta plataforma se facilitará el acceso a materiales, la comunicación, el seguimiento de actividades y la entrega de trabajos cuando corresponda.
Enfoque formativo
La metodología de la asignatura está orientada a promover un aprendizaje activo y progresivo. Se trabajarán competencias relacionadas con la organización y planificación del trabajo, el trabajo en equipo, la capacidad de análisis y síntesis, y el razonamiento crítico.
Se valorará la calidad del trabajo realizado, su presentación, el grado de cumplimiento de los objetivos propuestos y el correcto funcionamiento de las soluciones desarrolladas.
Nota sobre las encuestas de evaluación
Se reservarán 15 minutos de una clase, dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación, para que el alumnado pueda responder las encuestas de evaluación de la actuación docente del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Prueba Individual 1: Procesador y Repertorio de Instrucciones | 24% | 4 | 0,16 | KU117, SU121 |
| Prueba individual 2: Conceptos de Entrada/Salida y Sistema de memoria | 36% | 4 | 0,16 | KU117, SU121 |
| Entrega periódica de ejercicios realizados en el aula. | 10% | 0 | 0 | SU121 |
| Prácticas de laboratorio | 30% | 2 | 0,08 | SU121, SU122 |
| Prueba individual sobre las prácticas de laboratorio | 10% | 1 | 0,04 | SU121 |
a)Proceso y actividades de evaluación programadas:
La asignatura consta de las actividades de evaluación:
- Pruebas teóricas individuales parciales y por escrito, en formato presencial de las clases magistrales y seminarios: A lo largo del curso se realizarán dos pruebas individuales, escritas y presenciales, asociadas a los contenidos trabajados en las clases magistrales y en los seminarios.
La Prueba individual 1: Procesador y Repertorio de Instrucciones, tendrá un peso del 40% con respecto a la nota final de teoría (equivalente al 24% de la calificación final de la asignatura).
La Prueba individual 2: Conceptos de Entrada/Salida y Sistema de memoria, tendrá un peso del 60% con respecto a la nota final de teoría (equivalente al 36% de la calificación final de la asignatura).
El peso de la nota final de teoría, con respecto a la nota total de la asignatura, es del 60%.
Para poder superar la asignatura mediante evaluación continua, será necesario obtener una calificación igual o superior a 4 en cada una de estas pruebas individuales. Además, la media de la nota final de teoría, calculada de acuerdo con los pesos indicados, deberá ser igual o superior a 5.
- Asistencia y participación en las actividades presenciales: Sesiones de prácticas de laboratorio. En las sesiones de prácticas de laboratorio se aplicarán, sobre una placa de desarrollo basada en un microcontrolador, los conocimientos adquiridos en las clases magistrales y en los seminarios. Las prácticas de laboratorio tendrán un peso del 30% sobre la calificación final de la asignatura.
La asistencia a las prácticas es obligatoria. Para poder superar esta parte de la asignatura, el alumnado deberá asistir presencialmente a las sesiones prácticas. Solo se podrá justificar una ausencia por motivos oficialmente acreditados respecto al total de sesiones prácticas programadas. La ausencia también deberá comunicarse al profesorado responsable de la sesión (siempre que sea posible, previamente a la sesión). La acumulación de más de una ausencia, aunque alguna de ellas esté justificada, impedirá superar esta parte de la asignatura.
Las prácticas de laboratorio son actividades no recuperables. Para poder superar la asignatura la calificación de las prácticas de laboratorio deberá ser igual o superior a 5. Por tanto, obtener una calificación inferior a 5 en las prácticas implica no poder aprobar la asignatura.
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- Prueba individual por escrito, en formato presencial sobre las prácticas de laboratorio: Se realizará una prueba individual sobre las prácticas de laboratorio, que permitirá valorar la adquisición de los conocimientos y habilidades trabajados durante las sesiones prácticas. Esta prueba tendrá un peso del 10% sobre la calificación final de la asignatura.
Para poder superar la asignatura, la calificación de esta prueba deberá ser igual o superior a 4. Además, la calificación conjunta de la parte práctica, formada por las prácticas de laboratorio y la prueba individual sobre prácticas, deberá ser igual o superior a 5.
- Resolución de problemas, individuales o en grupo. A lo largo del curso se propondrán ejercicios breves en las clases magistrales y en los seminarios. Estos ejercicios permitirán realizar un seguimiento continuo del aprendizaje y se evaluarán dentro del ítem “Entrega periódica de ejercicios realizados en el aula”, con un peso del 10% sobre la calificación final.
La entrega periódica de ejercicios realizados en el aula es una actividad de evaluación continua condicionada y no obligatoria. Esta calificación solo se tendrá en cuenta si la nota obtenida en cada una de las pruebas individuales es superior a 4.
La entrega periódica de ejercicios realizados en el aula no será recuperable. Su no realización o no superación no impedirá obtener la calificación máxima de la asignatura, siempre que se cumpla el resto de requisitos de evaluación establecidos.
b) Programación de actividades de evaluación:
La planificación temporal de las actividades de evaluación se comunicará al comenzar la asignatura. Se hará pública a través del Campus Virtual y en la web de la Escuela de Ingeniería, en el apartado de exámenes. Esta planificación puede estar sujeta a modificaciones por motivos de organización docente o por incidencias. Cualquier cambio será comunicado en clase y a través del Campus Virtual.
c) Evaluación continua
Para poder aprobar la asignatura en la evaluación continua se han de aprobar individualmente cada uno de los ítems anteriores, es decir, cuando se cumplan los requisitos, la nota final de teoría debe ser mayor o igual que 5, y la nota de sesiones de prácticas de laboratorio y del examen de prácticas debe ser mayor o igual que 5.
d) Proceso de recuperación
A la prueba de recuperación de la asignatura únicamente podrá presentarse el alumnado que haya sido previamente evaluado en un conjunto de actividades cuyo peso equivalga, como mínimo, a dos terceras partes de la calificación total de la asignatura, y que haya obtenido una calificación de evaluación continua igual o superior a 3,5. En el caso de que no se consiga un 5,0, se mantendrá la nota obtenida en la evaluación continua.
En la prueba de recuperación, el alumnado deberá examinarse de las pruebas parciales de teoría en las que haya obtenido una nota inferior a 4 y/o de la prueba individual sobre prácticas si la calificación obtenida ha sido inferior a 4.
Para poder superar la asignatura mediante el proceso de recuperación, las notas de las pruebas parciales de teoría, tanto las mantenidas del proceso de evaluación continua como las obtenidas en la prueba de recuperación, deberán ser iguales o superiores a 4. Además, la nota final de teoría, calculada de acuerdo con los pesos establecidos, deberá ser igual o superior a 5. Asimismo, la nota de la prueba individual sobre prácticas obtenida en la recuperación deberá ser igual o superior a 4, y deberán cumplirse los requisitos mínimos establecidos para la parte práctica. La nota máxima de la prueba individual de recuperación será un 7.
Las prácticas de laboratorio y la entrega periódica de ejercicios realizados en el aula no serán recuperables.
e) Procedimiento de revisión de las calificaciones.
Para cada actividad de evaluación se indicará un lugar, una fecha y una hora de revisión. En esta revisión, el alumnado podrá consultar la actividad evaluada con el profesorado.
Durante el proceso de revisión se podrán presentar reclamaciones sobre la calificación de la actividad, que serán valoradas por el profesorado responsable de la asignatura. Si una persona estudiante no se presenta a la revisión en el periodo establecido, la actividad no será revisada posteriormente.
f) Calificaciones.
La calificación final de la asignatura se calculará de acuerdo con los pesos especificados y teniendo en cuenta los requisitos mínimos establecidos para cada actividad de evaluación.
Para poder realizar la media final será necesario cumplir los requisitos mínimos de las pruebas individuales, de las prácticas de laboratorio, de la prueba individual sobre prácticas y de asistencia a las sesiones prácticas.
En caso de no alcanzar el mínimo exigido en alguna de las actividades obligatorias de evaluación, si el cálculo de la calificación final es igual o superior a 4,5, la calificación que constará en el expediente será de 4,5.
Matrículas de Honor (MH). Otorgar una calificación de matrícula de honor será decisión del profesorado responsable de la asignatura. La normativa de la UAB indica que las MH únicamente se podrán conceder a estudiantes que hayan obtenido una calificación final igual o superior a 9.00. Se puede otorgar hasta un 5% de MH del total de estudiantes matriculados.
Una persona estudiante se considerará no evaluable (NA) si no se ha presentado a ninguna de las actividades evaluables de la asignatura.
g) Irregularidades por parte del estudiante, copia y plagio
Sin perjuicio de otras medidas disciplinarias que se estimen oportunas y de acuerdo con la normativa académica vigente, se calificarán con un cero las irregularidades cometidas por el estudiante que puedan conducir a una variación de la calificación de un acto de evaluación. Por lo tanto, copiar, dejar copiar, plagiar, engañar, etc en cualquiera de las actividades de evaluación, implicará una calificación de cero en la actividad afectada. Si dicha actividad es obligatoria para superar la asignatura, la asignatura quedará suspendida. No serán recuperables las actividades de evaluación calificadas de esta forma y por este procedimiento y, por lo tanto, la asignatura será suspendida directamente sin oportunidad de recuperarla en el mismo curso académico.
El uso de tecnologías de inteligencia artificial (IA) está permitido como apoyo en el desarrollo del trabajo, siempre que se refleje una contribución significativa del estudiante en el análisis y la reflexión personal. Se deberá indicar claramente qué partes han sido generadas con IA, qué herramientas se han utilizado y aportar una reflexión crítica sobre cómo han influido en el proceso y los resultados. La falta de transparencia en este uso se considerará una falta de honestidad académica y podrá conllevar penalización en la nota u otras medidas disciplinarias.
h) Evaluación de los estudiantes repetidores
Como norma general, no se hace distinción entre estudiantes repetidores y no repetidores en lo que respecta a la evaluación. Todos deben seguir el mismo sistema y cumplir los mismos requisitos.
i) Evaluación única
Esta asignatura no contempla el sistema de evaluación única.
Bibliografía
- "Organización y Arquitectura de Computadores. Principios de estructura y funcionamiento" Stallings, William. Prentice Hall
- “Problemas resueltos de estructura de computadores”. Felix García Carballeira.Paraninfo.
- "Computer Organization & Design. The hardware/software interface" David Patterson/John L. Hennessy. Ed. Morgan Kaufmann Publishers.
- “Digital Design and Computer Architecture, ARM Edition”. Sarah Harris, David Harris. Morgan Kaufmann
- “Digital Design and Computer Architecture, RISC-V Edition”. Sarah Harris, David Harris. Morgan Kaufmann
- Designing Embedded Hardware, 2nd Edition By John Catsoulis Publisher: O'Reilly Media Released: May 2005
-The Art of Readable Code Simple and Practical Techniques for Writing Better Code By Dustin Boswell, Trevor Foucher Publisher: O'Reilly Media Released: November 2011
-Designing Mobile Interfaces Patterns for Interaction Design By Steven Hoober, Eric Berkman Publisher: O'Reilly Media Released: November 2011
-Making Embedded Systems Design Patterns for Great Software By Elecia White Publisher: O'Reilly Medi Released: October 2011
- Joseph Yiu. (2011). The Definitive Guide to the ARM Cortex-M0 Elsevier. / Yiu, Joseph, Llibre en línia
Software
Code Warrior (FRDM-KL25Z)
C Compiler (gcc)
Assembler (ARM)
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 |
|---|---|---|---|---|
| (TE) Teoría | 31 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (TE) Teoría | 33 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 311 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 311 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 312 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 312 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 313 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 314 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 315 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 316 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 317 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PLAB) Prácticas de laboratorio | 318 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 331 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 332 | Catalán/Español | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |