Temario, bibliografía y descarga de apuntes de la asignatura de
Arquitectura de Computadores. I.T. Informática de Gestión
Curso 2010-2011
(Asignatura sin docencia)
DESCARGA DEL PROGRAMA Y DE LAS NORMAS DE LA ASIGNATURA
Tema 1: Introducción a la arquitectura de computadores: diseño, rendimiento y coste
bibliografía comentada
Relación de asignaturas del plan de estudios. Diferencias entre arquitectura y estructura de computadores. Coste y Rendimiento. Medición del rendimiento. Relación entre las medidas. Elección de programas para evaluar el rendimiento. Comparación y resumen del rendimiento. Los programas de prueba SPEC y el rendimiento de los procesadores actuales
Descarga de transparencias, enunciados de problemas, soluciones a los problemas imparesTema 2: Repertorio de instrucciones
Clasificación de las arquitecturas al nivel de lenguaje máquina. Almacenamiento de operandos en memoria. Direccionamiento de memoria. Operaciones del repertorio de instrucciones. Tipo y tamaño de los operandos. Lenguajes de alto nivel y compiladores. Tecnología de compiladores. Empleo del repertorio de instrucciones por parte de los programas. Compatibilidad binaria. Tecnología VLIW. Ejemplos de hardware real
Descarga de transparencias, enunciados de problemas, soluciones a los problemas impares
Trabajo evaluable sobre repertorio de instruccionesTema 3: La unidad aritmético-lógica
Influencia del data path en la velocidad de reloj. Data path y unidades funcionales. Tipos de operadores. Estructura de una unidad aritmético-lógica. Modos de llevar a cabo una operación. Operaciones típicas de la unidad aritmético-lógica. Operaciones sobre el signo. Operación de suma. Aceleración de la suma entera. Sumadores-restadores en diferentes representaciones. Operación de multiplicación. Operación de división. Técnicas de redondeo. Dígitos de guarda. Ejemplos de hardware real
Descarga de transparencias, enunciados de problemas, soluciones a los problemas imparesTrabajo evaluable sobre la unidad arimtético-lógica
Tema 4. La unidad de control
Operaciones elementales. Estructura de un computador elemental y señales de control. Temporización de las señales de control. Ejecución de instrucciones. Diseño de la unidad de control. Unidad de control cableada. Diseño basado en máquina de estados. Diseño basado en células de retardo. Diseño basado en contador secuenciador. Unidad de control microprogramada. Unidad de control microprogramada para el computador elemental diseñado. Microprogramación y nanoprogramación. Ejemplos de hardware real
Descarga de transparencias, enunciados de problemas, soluciones a los problemas impares presentación de la Unidad de Control, Hojas de cronograma y unidades de control de los ejercicios, corrector-generador de problemas de la Unidad de Control (14 MB)
Trabajo evaluable sobre diseño cableado de la Unidad de ControlTema 5. Sistema de Memoria
Nociones fundamentales. Jerarquía de memoria. Memoria caché. Memoria virtual. Memoria entrelazada. Ejemplos de hardware real
Descarga de transparencias, enunciados de problemas, soluciones a los problemas imparesSimulaciones de diferentes tipos de caché:
- Simulación de una memoria caché con una política de ubicación de correspondencia directa, sin ubicación
- Simulación de una memoria caché con una política de ubicación totalmente asociativa con ubicación
- Simulación de una memoria caché con una política de ubicación asociativa por conjuntos, con actualización inmediata y sin ubicación
- Simulación de una memoria caché con una política de ubicación asociativa por conjuntos, con actualización aplazada y con ubicación
Ejercicios de memoria caché en formato flash:
- Ejercicio de una memoria caché con una política de ubicación de correspondencia directa, sin ubicación
- Ejercicio de una memoria caché con una política de ubicación asociativa por conjuntos, con actualización inmediata y sin ubicación
- Ejercicio de una memoria caché con una política de ubicación asociativa por conjuntos, con actualización aplazada y con ubicación
Trabajo evaluable sobre el sistema de memoria cachéTema 6. Sistemas de entrada/salida
Comunicación CPU-periféricos. Mapa de E/S. Sincronización. Conjunto de señales de control. Diseño de un sistema de E/S. E/S y sistema operativo. Ejemplos de hardware real
Descarga de transparencias, enunciados de problemas, soluciones a los problemas impares
Tema 7. Mejora del rendimiento: introducción a la segmentación y al paralelismo
Introducción, Taxonomía de Flynn, Tipos de paralelismo,Paralelismo interno: Máquinas segmentadas, Computadores vectoriales Paralelismo externo: Computadores matriciales Multiprocesadores y multicomputadores, Programación en sistemas paralelos
Descarga de transparencias
- Estructura y diseño de computadores. D. A. Patterson y J.L. Hennessy. Reverté. 2000
- Fundamentos de los computadores. Pedro de Miguel Anasagasti. Paraninfo, 1999
- Estructura de Computadores. J. Mª. Angulo. Paraninfo. 1996
- Arquitectura de computadores. José A. de Frutos y Rafael Rico. Servicio de Publicaciones de la Universidad de Alcalá, 1995.
- Arquitectura de computadores. Un enfoque cuantitativo. John L. Hennessy y David A. Patterson. Mc Graw Hill, 1993.
- Arquitectura de computadoras y procesamiento paralelo. Kai Hwang y Fayé A. Briggs. Mc Graw Hill, 1990.
- Advanced Computer Architecture. Kai Hwang. Mc Graw Hill, 1993.
- Problemas de arquitectura de computadores. Julia Mª Clemente, José A. de Frutos, Rafael Rico y Antonio J. de Vicente. Servicio de Publicaciones de la Universidad de Alcalá, 1996.
- Problemas de estructura de computadores. Pedro de Miguel Anasagasti y otros. Paraninfo.