Fundamentos de computadores Código:  81.518    :  6
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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.

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Hay que tener presente que esta asignatura tiene una fuerte relación con Estructura de Computadores (EC), en el Grado en Ingeniería Informática, y Electrónica Digital (ED), en el Grado de Tecnologías de Telecomunicación, porque trata de los principios básicos de funcionamiento de los computadores y de la organización de los diferentes módulos que forman parte de ellos.

Con asignaturas básicas:

Una mejor comprensión del funcionamiento de un computador se logrará integrando parte de los conocimientos de esta asignatura con la de Fundamentos de Programación. Especialmente con los primeros módulos de las dos asignaturas, puesto que, en FC se ve como se organiza un computador para procesar información y en Programación, las secuencias de acciones que hay que hacer (programas) para procesarla.

Con asignaturas obligatorias:


En el Grado en Ingeniería Informática, en el itinerario de Ingeniería de Computadores, hay que haber hecho esta asignatura antes que Arquitectura de Computadores y Arquitectura de Computadores Avanzadas.

En el Grado de Tecnologías de Telecomunicación, hay que haber hecho esta asignatura antes de que Electrónica Digital.


Con asignaturas optativas:

En el Grado en Ingeniería Informática, en la asignatura de Estructura de la Información  (EI), con relación con la parte de la representación de la información que se da en FC, puede resultar más entendedora si se ha visto primero.

En resumen, pues, se trata de una asignatura básica en el grado que, como tal, tiene vínculos más o menos intensos con el resto de las asignaturas de las titulaciones. Hay que tener presente que, en el Grado en Ingeniería Informática, junto con EC, el estudiante podrá adquirir conocimientos y habilidades prácticas para entender el funcionamiento de los computadores, comprender los mecanismos que afectan su rendimiento y configurarlos y utilizarlos de manera eficiente.

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


 

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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.

Competencia del Grado de Ingeniería Informática

  • [13] Saber identificar los elementos y los principios de funcionamiento de un ordenador.

Competencia del Grado de Tecnologías de Telecomunicación

  • [23] Saber analizar i diseñar circuitos combinacionales y secuenciales, síncronos y asíncronos y la utilización de microprocesadores y circuitos integrados.

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.

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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

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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, durante el curso se distribuirá las herramientas VerilUOC, juntamente con KeMAP y VerilChart. Estas herramientas permiten verificar automàticamente si la solución es correcta en el diseño de circuitos, en los mapas de Karnaugh y en los cronogramas de tiempo respectivamente. El manual de funcionamiento estará disponible en formato Wiki.

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La Normativa académica de la UOC dispone que el proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de los ejercicios realizados.

La falta de originalidad en la autoría o el mal uso de las condiciones en las que se hace la evaluación de la asignatura es una infracción que puede tener consecuencias académicas graves.

El estudiante será calificado con un suspenso (D/0) si se detecta falta de originalidad en la autoría de alguna actividad evaluable (práctica, prueba de evaluación continua (PEC) o final (PEF), o la que se defina en el plan docente), ya sea porque ha utilizado material o dispositivos no autorizados, ya sea porque ha copiado de forma textual de internet, o ha copiado de apuntes, de materiales, manuales o artículos (sin la citación correspondiente) o de otro estudiante, o por cualquier otra conducta irregular.

La calificación de suspenso (D/0) en la evaluación continua (EC) puede conllevar la obligación de hacer el examen presencial para superar la asignatura (si hay examen y si superarlo es suficiente para superar la asignatura según indique este plan docente).

Cuando esta mala conducta se produzca durante la realización de las pruebas de evaluación finales presenciales, el estudiante puede ser expulsado del aula, y el examinador hará constar todos los elementos y la información relativos al caso.

Además, esta conducta puede dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda.

La UOC habilitará los mecanismos que considere oportunos para velar por la calidad de sus titulaciones y garantizar la excelencia y la calidad de su modelo educativo.

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Esta asignatura se puede superar únicamente mediante la realización de un examen final presencial (EX), cuya nota se combina con la nota final de prácticas (Pr). Si la nota final de la pràctica es distinta de N (no presentado), la nota de la asignatura será distinta de N(no presentado). La nota de evaluación continua (EC) complementa la nota combinada del examen final y la parte práctica. La fórmula de acreditación de la asignatura es la siguiente: (EX+Pr)+EC

 
 

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