organizaciÓn_y_arquitectura_de_computadoras
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UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE COMPUTACIÓN Y SISTEMAS
SEMESTRE ACADÉMICO 2011-I
SILABO 1. DATOS GENERALES
1.1. Nombre de la Asignatura
1.2. Código de la Asignatura
1.3. Créditos
1.4. Ciclo de Estudios
1.5. Nº de horas / Semana
1.6. Duración
1.6.1. Fecha de inicio
1.6.2. Fecha de culminación 1.7. Pre-Requisitos
1.8. Docente Responsable
1.9. Email : [email protected] 1.10.WebSite : 1.11.BlogSpot :
2. FUNDAMENTACIÓN
: Organización y Arquitectura de
Computadoras
: ICSI-238
: Cuatro (04) : IV (04)
: 6 Horas
Teoría: 2 Horas
Laboratorio: 4 Horas
: 17 semanas
: 21 de Marzo del 2011
: 20 de Julio del 2011
: ICSI-235 (Lógica Digital)
: Ing. Nelson Lucio Carranza Medina
http://www.electronicadigital1.8m.net
electronicadigital1.blogSpot.com
La asignatura de Organización y Arquitectura de Computadores aporta al
proceso formativo del Ingeniero de Computación y Sistemas conocimientos sobre la
arquitectura de computadoras y microcontroladores, y de sus aplicaciones
dentro del área de sistemas informáticos y automatización.
3. SUMILLA
Asignatura de formación especializada, de régimen semestral y carácter
Teórico-Práctico con realización de experiencias de simulación y prototipo en
laboratorios de la especialidad.
El propósito de la asignatura es iniciar al alumno en el mundo de los
computadores, reconociendo las arquitecturas y organizaciones de las familias
más utilizadas en el mercado. Conocer los sistemas basados en
microprocesadores particularizando en la familia Intel, iniciarlo en la resolución
de problemas de diseño y aplicaciones con tarjetas de adquisición de datos. Y
asimismo familiarizarlo con aplicaciones desarrolladas con microcontroladores.
1
Los temas abarcados en esta asignatura van desde el conocimiento de la
arquitectura interna de un computador y sus periféricos hasta el desarrollo de
prototipos basados en microcontroladores.
4. COMPETENCIA DE LA ASIGNATURA
Describe la estructura y funcionamiento de un computador. Identificando
sus partes y seleccionando los más adecuados para cumplir con los
requerimientos de una aplicación. Adicionalmente construye pequeñas
aplicaciones usando microcontroladores.
5. PROGRAMACIÓN DE LAS UNIDADES DE APRENDIZAJE
UNIDAD 1: SISTEMAS BASADOS EN MICROPROCESADOR Y
COMPUTADORAS
Capacidades a desarrollarse en la Unidad de Aprendizaje:
a. Identifica y relaciona los principales fundamentos teórico-prácticos sobre
sistemas basados en microprocesador.
b. Elabora algoritmos y programa el microprocesador usando el lenguaje ensamblador específico del microprocesador seleccionado.
c. Explica la funcionalidad de cada una de las partes que componen una
computadora.
d. Selecciona los componentes necesarios para la construcción de un
sistema de cómputo dependiendo de los requerimientos.
Nro de Contenidos Contenidos Contenidos
Semana Conceptuales Procedimentales Actitudinales
Evolución y
prestaciones de los
computadores:
una breve historia de
los computadores,
diseño para conseguir
mejores prestaciones.
1-7 Partes funcionales de una computadora. PSU, CPU, unidad de visualización, unidades
de almacenamiento,
periféricos.
Arquitecturas de computadores: Von
Neumann y Harvard
Participa y sugiere
sobre las actividades
propuestas en el
silabo.
Presenta, sustenta y
debate trabajos
grupales sobre temas
relacionados a la
temática de la unidad
con la moderación y
facilitación del
docente.
Maneja correctamente
las herramientas de
Manifiesta interés y
predis-posición por
las actividades
lectivas.
Respeta las ideas y
opiniones de los
demás.
Demuestra
actitudes de
responsabilidad,
puntualidad,
respeto y
veracidad.
2
software para llevar a
El interior del CPU: El
sistema de
procesamiento de
datos.
Buses del sistema:
Clasificación y
jerarquía.
Bus de datos, de
direcciones, de control.
Dispositivos de
almacenamiento:
Tecnologías, memoria
interna, memoria
externa.
Dispositivos de E/S:
Características, puerto
paralelo, serial, USB,
Firewire, eSATA.
Periféricos de video,
audio, comunicación.
cabo la simulación de
sistemas digitales con
microprocesador.
Maneja correctamente las herramientas de
hardware para llevar a
cabo la
implementación de
sistemas digitales con
microprocesador.
Elabora el plan del
trabajo de laboratorio,
siguiendo las
directivas del docente.
Destaca la
importancia de la
asignatura en su
formación
profesional.
Promueve la
participación de sus
compañeros y el
compromiso
personal para el
trabajo en equipo,
asumiendo
responsabilidades
compartidas.
8 EVALUACIÓN PARCIAL
UNIDAD 2: COMPUTADORES RISC: LOS MICROCONTROLADORES Y SUS
APLICACIONES.
Capacidades a desarrollarse en la Unidad de Aprendizaje: e. Analiza las tecnologías en microcontroladores para poder seleccionar el
más adecuado para la aplicación.
f. Identifica los periféricos integrados en el microcontrolador PIC.
g. Desarrolla aplicaciones básicas con el microcontrolador PIC
3
Nro de
Semana
Contenidos Conceptuales
Contenidos Contenidos
Procedimentales Actitudinales
El Computador RISC:
Arquitecturas, evoluciones
del RISC, plataformas ARM.
Microcontroladores:
Introducción a los
microcontroladores,
fabricantes, arquitecturas,
familias, características
principales, aplicaciones,
herramientas de desarrollo,
tendencias
El Microcontrolador PIC de
Microchip: Características generales, familias (PIC10,
PIC12, PIC16, PIC17, PIC18,
PIC24, PIC32).
Herramientas de desarrollo.
El µC PIC16F628A:
9-15 Arquitectura, puertas de
entrada y salida, manejo de
los registros internos SFR y
GPR, modos de
direccionamiento, periféricos
internos, manejo de las
interrupciones.
Herramientas de desarrollo
para micros PIC.
Programación del microcontrolador.
Acondicionamiento de señales
para su adquisición en un microcontrolador.
Aplicaciones con LCDs,
teclados matriciales y otros
periféricos externos.
Participa y sugiere
sobre las actividades
propuestas en el
silabo.
Presenta,
sustenta y debate Manifiesta interés y
trabajos grupales predis-posición por
sobre temas las actividades relacionados a la lectivas.
temática de la
unidad con la Respeta las ideas y
moderación y opiniones de los
facilitación del demás.
docente.
Demuestra
Maneja actitudes de
correctamente las responsabilidad,
herramientas de puntualidad,
software para respeto y
llevar a cabo la veracidad.
simulación de
sistemas digitales Destaca la
con importancia de la
microprocesador. asignatura en su
formación Maneja profesional.
correctamente las
herramientas de Promueve la
hardware para participación de sus llevar a cabo la compañeros y el
implementación compromiso
de sistemas personal para el
digitales con trabajo en equipo,
microprocesador. asumiendo
responsabilidades Elabora el plan del compartidas.
trabajo de
laboratorio,
siguiendo las
directivas del
docente.
16 EVALUACIÓN FINAL
4
6. ESTRATÉGIAS METODOLÓGICAS
Las clases se realizarán estimulando la participación activa de los estudiantes
mediante el desarrollo de los ejercicios y trabajos de diseño digital, en forma grupal e individual; así como la lectura de artículos técnicos de revistas de la especialidad.
Los alumnos se organizarán en grupos para investigar e intercambiar
experiencias de aprendizaje y trabajo de acuerdo a los problemas planteados en las
clases.
Las exposiciones del docente orientarán el trabajo grupal al complementar o
sistematizar la información bibliográfica.
Se optará por aplicar las siguientes estrategias metodológicas:
• Pequeños grupos • Seminarios • Clases magistrales • Talleres
7. MATERIALES EDUCATIVOS Y OTROS RECURSOS DIDÁCTICOS
Materiales educativos interactivos: Separatas, transparencias, slides,
direcciones electrónicas, hojas técnicas, software de simulación.
En lo que respecta al software de desarrollo, se emplearán el emu8086, Microchip MLAB-IDE, Microcode Studio, PBP Compiler, Proteus VSM.
En el laboratorio se emplearán interfases de adquisición de datos para el computador y módulos de desarrollo de aplicaciones con microcontroladores.
Materiales educativos para la exposición: Plumones de pizarra acrílica, mota,
pizarra, proyector multimedia, televisor multimedia, videoconferencias.
8. EVALUACIÓN
Se realizarán evaluaciones escritas y orales durante todas las clases y una
evaluación final que incluirá todo el contenido de la asignatura. Adicionalmente, se
evaluarán trabajos prácticos.
Los puntajes asignados en cada una de las preguntas serán calificados de
acuerdo a la complejidad de la respuesta en un 100%, 50% y 25%, del puntaje asignado por pregunta.
La estructura a considerar será la siguiente:
5
PRIMERA UNIDAD SEGUNDA UNIDAD
Técnicas/instrumentos Peso Técnicas/instrumentos Peso
Laboratorio (L1) 1 Laboratorio (L2) 1
Presentación/informes (IN1) 1 Presentación/informes (IN2) 1
Actitudes (AC1) 1 Actitudes (AC2) 1
Examen parcial (EP1) 2 Examen parcial (EP2) 2
Primer promedio Segundo promedio
PROMEDIO FINAL
Primer promedio : P1: (L1 + IN1 + AC1 + 2*EP1) / 5
Segundo promedio : P2: (L2 + IN2 + AC2 + 2*EP2) / 5
Promedio final : PF: (P1 + P2) / 2
8.1. Evaluación de entrada: Servirá como un indicador del nivel académico de
los estudiantes, para realizar la retroalimentación pertinente al desarrollo de la asignatura.
8.2. Controles de lectura: Son evaluaciones de lectura de temas pertinentes al
curso.
8.3. Evaluación actitudinal ACTITUD INDICADOR
VALORACIÓN
0 - 2
Respeto a las normas de convivencia
Cumple con los horarios establecidos.
Respeta y cumple las normas de convivencia en el ámbito universitario.
2
2
Planifica y cumple oportunamente sus Sentido de tareas y actividades diarias. 1
organización Presenta sus trabajos en forma
organizada. 2
Muestra constancia a través del
Perseverancia en las cumplimiento de los trabajos asignados. 2
tareas Demuestra tolerancia ante las críticas y recomendaciones, lo cual le permite mejorar. 2
Muestra disposición proactiva para trabajar en equipo. 2
Disposición cooperativa Utiliza la comunicación asertiva al plantear y democrática sugerencias a su equipo de trabajo. 2
Respeta y asume los acuerdos de la
mayoría para lograr metas comunes. 2
Toma iniciativa y lidera al equipo en el cumplimiento de las actividades
Disposición asignadas. 2 emprendedora
Promueve actividades y toma decisiones pertinentes para beneficio del equipo. 1
Total 20
6
8.4. Evaluación de las asignaciones, proyectos y trabajos de investigación:
CRITERIO INDICADOR PUNTAJE
Puntualidad y oportunidad en la entrega de trabajos
Fecha de entrega, equipo de trabajo completo
1
Calidad, orden y claridad. Considerando Presentación del una estructura: Indice, formato e trabajo implementar programa y maqueta
correspondiente al proyecto
1
Profundidad de la investigación
Objetivos, uso de metodologías, condiciones, sugerencias y reflexiones de la investigación y su aplicación.
2
Nivel de análisis Conclusiones, recomendaciones y proyecciones para la aplicación y réplica.
2
Bibliografía
Fuentes bibliográficas y direcciones electrónicas
1
Logros Consecución de objetivos formulados de acuerdo a indicadores considerados.
2
Calidad ambiental, gestión de residuos
Sensibilización ambiental (ejecución de actividades para fomentar la conservación del medio ambiente).
1
Total de puntuación 10
8.5. Evaluación de la sustentación asignaciones, proyectos y trabajos de
investigación:
CRITERIO INDICADOR PUNTAJE
Protocolo Calidad de presentación formal, tanto personal como por equipo de trabajo
1
Puntualidad y oportunidad
Puntualidad en el inicio y término de la exposición de acuerdo a fecha y hora 1 definida en cronograma.
Creatividad e innovación
Forma de presentación del proyecto (estilo): condiciones, sugerencias y reflexiones sobre 2 la investigación
Exposición Fondo de la investigación: orden y claridad en la exposición, capacidad de síntesis.
2
Grado de conocimiento y actitud frente a Dominio problemas encontrados y soluciones 2
planteadas.
Aplicabilidad y Metodología usada, lógica aplicada, funcionalidad del interfases, procesos, procedimientos y 2 proyecto resultados
Total de puntuación 10
7
8.6. Normatividad de la educación El registro de asistencia será desde el primer día de clases. El alumno que
tenga más del 30% de inasistencias será inhabilitado del curso. La tolerancia es de 5 minutos después de empezado la clase.
Aquel alumno que no rinda cualquiera de las evaluaciones parcial, final o
prácticas calificadas se le asignará la nota de cero (00). Salvo justificación
presentada a la autoridad competente dentro de los plazos establecidos para
tal efecto.
Es responsabilidad única del estudiante informarse sobre su condición
académica y de gestionar oportunamente su justificación de inasistencias.
La nota mínima aprobatoria es once (11). La calificación es en el sistema vigesimal (0 a 20). Sólo para el promedio
final, la fracción 0,5 o mayor favorece al estudiante.
La revisión de los exámenes y cualquier reclamo se hará en los dos días
siguientes al examen en el horario establecido.
El estudiante que resulte desaprobado podrá rendir el Examen de
Aplazados, con el previo pago de los derechos de trámite correspondientes y
únicamente si ha obtenido una nota en la nota promocional (NP) mayor o
igual a siete (07). La nota obtenida en el examen de aplazados reemplazará
a la nota de la nota promocional (NP).
9. PROGRAMA DE TUTORIA Y CONSEJERIA
La Tutoría y Consejería estará en función de orientar y ayudar a los alumnos durante su proceso de formación profesional. Ya sea para la solución de problemas académicos como personales.
Los horarios de tutoria y consejería serán establecidos en coordinación previa de
las partes y serán flexibles y concordantes de acuerdo a la disponibilidad horaria
del docente.
10. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS Y FUENTES DE INFORMACIÓN
a. Material bibliográfico
o William Stallings. Organización y Arquitectura de computadoras. 5ta Ed. 2000. Editorial Prentice Hall.
o John Hennesy, David Patterson. Arquitectura de Computadores: un enfoque cuantitativo. McGraw-Hill. 1993
o Brey, Barry. Los microprocesadores Intel. 5ta. Ed. 2001. Editorial PRENTICE HALL.
8
o Martínez Garza Jaime. Organización y arquitectura de computadoras. 1ra
Ed. 2000. Editorial Prentice Hall.
o Thomas Floyd, Fundamentos de Sistemas Digitales, 7ma Edición, Ed.
Prentice Hall. 2002.
o Angulo U., José; Angulo M., Ignacio. Microcontroladores PIC: diseño práctico
y aplicaciones. 3ra Ed. 2003. Editorial Mc Graw Hill. o
o James O. Hamblen & Micheal D. Furman, Rapid Prototyping of Digital
Systems, Kluwer Academic Publishers - London. 2001.
o Fernando Pardo Carpio, VHDL - Lenguaje para descripción y modelado de
circuitos, Universitat de València. 1997.
b. Direcciones electrónicas o William Stallings Online - http://WilliamStallings.com/COA/COA7e.html o
William Stallings Student Support
http://WilliamStallings.com/StudentSupport.htm o
Intel - http://www.intel.com o AMD - http://www.amd.com
o Altera Corporation - http://www.altera.com o Microchip INC - http://www.microchip.com o Micro Engineering Labs - http://www.melabs.com o
Xilinx Inc - http://www.xilinx.com
o Texas Instrument- http://www.ti.com
o National Semiconductor - http://www.national.com o Material disponible en publicaciones del profesor, página web UPAO:
http://www.upao.edu.pe/webs/index.aspx?id=000000719
JULIO 2011
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