• Descripción

Esta asignatura es el punto de entrada al conocimiento de la arquitectura de los computadores. Es por eso que no se presupone ningún conocimiento previo de esta disciplina ni de ninguna otra asignatura de estos estudios.

• Información previa a la matrícula

No hay prerequisitos definidos. Los contenidos de la asignatura pueden asimilarse sin material adicional. De todas formas, es conveniente tener nociones básicas de aritmética.

• Objetivos y competencias

Con esta asignatura se pretende introducir y consolidar los principios de funcionamiento de la circuiteria digital como base de la electrónica digital utilizada en los sistemas digitales en general y en los computadores digitales en particular.  Son objetivos de esta asignatura saber analizar y sintetizar circuitos digitales combinacionales y secuenciales y saber plantear el diseño de sistemas digitales y entender el computador digital como una generalización del concepto de máquina algorítmica.

En el aspecto competencial, a continuación se enumeran las que se desarrollarán en el aprendizaje de esta asignatura.

Específicas

• Conocer la organización general de un computador como circuito digital y conocer las características de la arquitectura de Von Neumann.
• Saber como se representa la información y, en particular, los números de forma digital: números naturales y enteros, tanto en signo y magnitud como en complemento a 2.
• Entender los mecanismos de cambios de base en la representación de números.
• Conocer y saber aplicar la álgebra de Boole para la manipulación de funciones lógicas.
• Tener nociones tecnológicas de los circuitos digitales y entender la relación entre los circuitos digitales y las funciones lógicas.
• Conocer y saber utilizar las puertas lógicas y los módulos combinacionals en el diseño de circuitos lógicos.
• Entender el funcionamiento de los circuitos lógicos secuenciales y conocer y saber aplicar técnicas de diseño de sistemas secuenciales.

Generales

• Capacidad de análisis y síntesis.
• Resolución de problemas.
• Capacidad de organización y planificación.
• Comunicación oral y escrita.
• Trabajo en equipo.
• Razonamiento crítico.

Con toda probabilidad, cualquier práctica profesional relacionada con los estudios necesitará de conocimientos de hardware. Se trata de adquirir, entre esta asignatura y su continuación, Estructura de computadores, los conceptos necesarios para entender qué es un computador y poder desarrollar cualquier actividad profesional a su entorno. Esta asignatura es, por lo tanto, básica en los estudios e indispensable en sus salidas profesionales.

• Contenidos

Módulo 1. Computador como sistema digital

• Introducción. Visión del computador como un sistema digital. Organización general de un computador.
•  Arquitectura de Von Neumann. Estructura de un procesador: memoria y CPU.

Módulo 2. Representación de la información

• Tipo de datos. Operaciones lógicas. Números naturales y fraccionarios. Representación binaria.
• Cambios de base de representación (decimal, binaria y hexadecimal). Números con signo. Operaciones aritméticas con números binarios.

Módulo 3. Circuitos combinacionales

• Funciones lógicas. Operaciones lógicas. Expresiones booleanas. Propiedades de la álgebra de Boole.
• Representaciones canónicas. Minimización de expresiones booleanas. Bloques combinacionales.

Módulo 4. Circuitos secuenciales

• Elementos de memoria: latch y flip-flop . El reloj. Análisis y síntesis de circuitos con latches y flip-flops .
• Bloques secuenciales. Máquinas de estados. Modelo de Moore.

 Módulo 5. Estructura básica de un computador

• Máquinas de estados con camino de datos. Máquinas algorítmica
• Estructura básica de un computador. Procesador elemental. Procesadores genéricos, de señal y microcontroladores.

 
Contenido detallado por módulo

Módulo 1: Conceptos básicos de los computadores

   1. Introducción. Breve perspectiva histórica
   2. Los computadores y su uso
   3. Estructura jerárquica de un computador
   4. Codificación de información mediante señales binarias

Módulo 2: Representación de la información numérica

   1. Los números y los sistemas de representación
   2. Representación de los números en un computador
   3. Otros tipos de representaciones

Módulo 3: Los circuitos lógicos combinacionales

   1. Fundamentos de la electrónica digital
   2. Implementación de circuitos lógicos combinacionales
   3. Bloques combinacionales

Módulo 4: Los circuitos lógicos secuenciales

   1. Caracterización de los circuitos lógicos secuenciales
   2. El biestable D
   3. Bloques secuenciales
   4. El modelo de Moore

Módulo 5. Estructura básica de un computador

   1. Máquinas de estados 
   2. Máquinas algorítmicas
   3. Arquitectura básica de un computador

• Consulta de los materiales que dispone la asignatura

• Materiales y herramientas de soporte

El estudiante recibirá en papel, mediante el envío por correo, los materiales didácticos correspondientes a todos los módulos de la asignatura. Este mismo material permanecerá disponible en formato electrónico dentro del apartado Material de la asignatura. El estudiante podrá encontrar exámenes y Pruebas de Evaluación Continuada (PEC) de cursos anteriores, así como otras herramientas de apoyo, dentro de la apartado Herramientas y elementos de apoyo. Ambos apartados se encuentran dentro del espacio de Recursos del aula Virtual.

Además, en el apartado de recursos encontraréis también los programas Digital Works (para la plataforma Windows) y LogicSim (independiente de plataforma). Estos programas permiten editar y simular circuitos digitales que os será de gran utilidad en los módulos 3 y 4, tanto para dibujar los esquemas como para simular su comportamiento.

• Consulta del modelo de evaluación

• Evaluación final

La fórmula para calcular la nota final de la asignatura es la siguiente:

    Nota final = MAX(50%PR + 50%EX, 35%EC + 32,5%PR + 32,5%EX)

donde PR, EX y EC son las notas numéricas obtenidas en la práctica, en el examen y en la evaluación continuada respectivamente. Para aplicar esta fórmula la nota mínima de la práctica y del examen debe ser igual o superior a 4. En caso contrario, la nota final no será superior a 4. 

Esta asignatura no tiene "Prueba de validación". La evaluación presencial de los estudiantes se hace mediante un examen final. En el examen final se evaluarán los conocimientos explicados en los diferentes módulos didácticos y en la práctica. Recibiréis más detalles al respecto de la estructura del examen en su momento a través del aula.

La nota mínima que se debe lograr en el examen para poder tener opciones de aprobar la asignatura (combinándola con la nota de la práctica obligatoria y la nota de evaluación continuada) es un 4.

La nota final de la asignatura será un "No presentado" si no se presenta ni la práctica ni el examen final. La presentación de alguna de las dos partes implicará la aplicación de la fórmula del modelo de evaluación.