Fonaments de computadors Codi:  05.562    :  6
Consulta de les dades generals   Descripció   L'assignatura en el conjunt del pla d'estudis   Coneixements previs   Informació prèvia a la matrícula   Objectius i competències   Continguts   Consulta dels recursos d'aprenentatge de què disposa l'assignatura   Recursos d'aprenentatge i eines de suport   Informacions sobre l'avaluació a la UOC   Consulta del model d'avaluació  
ATENCIÓ: Aquest és el pla docent de l'assignatura per al primer semestre del curs 2020-2021. Us servirà per planificar la matrícula. Un cop comenci la docència, heu de consultar-lo a l'aula. (El pla docent pot estar subjecte a canvis.)


Aquesta assignatura és el punt d'entrada al coneixement de l'arquitectura dels computadors. És per això que no es pressuposa cap coneixement previ d'aquesta disciplina ni de cap altra assignatura d'aquests estudis.

 .

Amunt

Cal tenir present que té una forta relació amb Estructura de Computadors (EC), en el Grau en Enginyeria Informàtica, i Electrònica Digital (ED), en el Grau de Tecnologies de Telecomunicació, perquè tracta dels principis bàsics de funcionament dels computadors i de l'organització dels diversos mòduls que en formen part.

Amb assignatures bàsiques:

La millor comprensió del funcionament d'un computador s'assolirà integrant part dels coneixements d'aquesta assignatura amb la de Fonaments de Programació. Especialment pels primers mòduls de les dues assignatures, ja que, a FC es veu com s'organitza un computador per processar informació i a Programació, les seqüències d'accions que cal fer (programes) per processar-la.

Amb assignatures obligatòries:


En el Grau en Enginyeria Informàtica, en l'itinerari en Enginyeria de Computadors, cal haver fet aquesta assignatura abans que Arquitectura de Computadors i Arquitectures de Computadors Avançades.

En el Grau de Tecnologies de Telecomunicació, cal haver fet aquesta assignatura abans que Electrònica Digital.

Amb assignatures optatives:

En el Grau en Enginyeria Informàtica, en l'assignatura d'Estructura de la Informació  (EI), amb relació amb la part de representació de la informació que es dóna a FC: pot resultar més entenedora si s'ha vist primer.


En resum, doncs, es tracta d'una assignatura bàsica en el grau que, com a tal, té vincles més o menys intensos amb la resta d'assignatures de les titulacions.
En el Grau en Enginyeria Informàtica, cal tenir present que juntament amb EC, l'estudiant podrà adquirir coneixements i habilitats pràctiques per entendre el funcionament dels computadors, comprendre'n els mecanismes que afecten el seu rendiment i configurar-los i utilitzar-los de manera eficient.

Amunt

Amunt

No hi ha prerequisits establerts. Els continguts de l'assignatura poden assimilar-se sense material addicional. Amb tot, és convenient tenir nocions bàsiques d'aritmètica.

Amunt

Amb aquesta assignatura es pretén introduir i consolidar els principis de funcionament de la circuiteria digital com a base de l'electrònica digital utilitzada als sistemes digitals en general i als computadors digitals en particular.  Són objectius d'aquesta assignatura saber analitzar i sintetitzar circuits digitals combinacionals i seqüencials i saber plantejar el disseny de sistemes digitals i entendre el computador digital com una generalització del concepte de màquina algorítmica.

En l'aspecte competencial, tot seguit s'enumeren les que es desenvoluparan amb l'aprenentatge d'aquesta assignatura.

Competència en el Grau d´Enginyeria Informàtica

  • [13] Capacitat per identificar els element bàsics i els principis de funcionament d´un computador.

Competència en el Grau de Tecnologies de Telecomunicació

  • [23] Abilitat per analitzar i dissenyar circuits combinacionals i seqüencials, síncrons i asíncrons i la utilització de microprocessadors i circuits integrats.


Específiques

  • Conèixer l'organització general d'un computador com a circuit digital i conèixer els trets distintius de l'arquitectura de Von Neumann.
  • Saber com es representa la informació i, en particular, els nombres de forma digital: nombres naturals i enters, tant en signe i magnitud com en complement a 2.
  •  Entendre els mecanismes de canvis de base en la representació de nombres.
  • Conèixer i saber aplicar l'àlgebra de Boole per a la manipulació de funcions lògiques.
  • Tenir nocions tecnològiques dels circuits digitals i entendre la relació entre els circuits digitals i les funcions lògiques.
  • Conèixer i saber utilitzar les portes lògiques i els mòduls combinacionals en el disseny de circuits lògics.
  • Entendre el funcionament dels circuits lògics seqüencials i conèixer i saber aplicar tècniques de disseny de sistemes seqüencials.

Generals

  • Capacitat d'anàlisi i síntesi.
  • Resolució de problemes.
  • Capacitat d'organització i planificació.
  • Comunicació oral i escrita.
  • Treball en equip.
  • Raonament crític.

Amb tota probabilitat, qualsevol pràctica professional relacionada amb els estudis necessitarà de coneixements de maquinari. Es tracta d'adquirir, entre aquesta assignatura i la seva continuació, Estructura de computadors, els conceptes necessaris per a entendre què és un computador i poder desenvolupar qualsevol activitat professional al seu entorn. Aquesta assignatura és, per tant, bàsica en els estudis i indispensable en les seves sortides professionals.

Amunt

Mòdul 1. Computador com a sistema digital

  • Introducció. Visió del computador com un sistema digital. Organització general d'un computador.
  • Arquitectura de Von Neumann. Estructura d'un processador: memòria i CPU.

Mòdul 2. Representació de la informació

  • Tipus de dades. Operacions lògiques. Nombres naturals i fraccionaris. Representació binària.
  • Canvis de base de representació (decimal, binària i hexadecimal). Nombres amb signe. Operacions aritmètiques amb nombres binaris.

Mòdul 3. Circuits combinacionals

  • Funcions lògiques. Operacions lògiques. Expressions booleanes. Propietats de l'àlgebra de Boole.
  • Representacions canòniques. Minimització d'expressions booleanes. Mòduls combinacionals.

Mòdul 4. Circuits seqüencials

  • Elements de memòria: latch i flip-flop. El rellotge. Anàlisi i síntesi de circuits amb latches i flip-flops.
  • Mòduls seqüencials. Màquines d'estats. Model de Moore.

Mòdul 5. Circuits seqüencials

  • Màquines d'estat amb camí de dades. Màquines algorísmiques.
  • Estructura bàsica d'un computador. Processador elemental. Processadors genèrics, de senyal i microcontroladors.

 


Contingut detallat per mòdul

Mòdul 1: Conceptes bàsics dels computadors

   1. Introducció. Breu perspectiva històrica
   2. Els computadors i el seu ús
   3. Estructura jeràrquica d'un computador
   4. Codificació d'informació mitjançant senyals binaris

Mòdul 2: Representació de la informació numèrica

   1. Els nombres i els sistemes de representació
   2. Representació dels nombres en un computador
   3. Altres tipus de representacions

Mòdul 3: Els circuits lògics combinacionals

   1. Fonaments de l'electrònica digital
   2. Implementació de circuits lògics combinacionals
   3. Blocs combinacionals

Mòdul 4: Els circuits lògics seqüencials

   1. Caracterització dels circuits lògics seqüencials
   2. El biestable D
   3. Blocs seqüencials
   4. El model de Moore

Mòdul 5: Estructura bàsica d'un computador

   1. Màquines d'estat
   2. Màquines algorísmiques
   3. Arquitectura bàsica d'un computador

Amunt

Fonaments de computadors PDF

Amunt

L'estudiant tindrà accès electrònic als materials didàctics corresponents a tots els mòduls de l'assignatura dins l'apartat Material de l'assignatura. L'estudiant podrà trobar exàmens, pràctiques i Proves d'Avaluació Continuada (PAC) de cursos anteriors, així com altres eines de suport, dins l'apartat Eines i elements de suport. Ambdós apartats es troben dins l'espai de Recursos de l'Aula Virtual.

A més, durant el semestre es disposarà de l´eina VerilUOC, juntament amb KeMAP i VerilChart per poder realitzar les PACs i pràctiques. Aquestes eines d´autoaprenentatge permeten verificar automàticament el disseny de circuits lògics, mapes de Karnaugh i cronogrames de temps, respectivament. Aquestes eines s´acompanyen amb un Wiki com a manual de funcionament. 

Amunt

La Normativa acadèmica de la UOC disposa que el procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis fets.

La manca d'originalitat en l'autoria o el mal ús de les condicions en què es fa l'avaluació de l'assignatura és una infracció que pot tenir conseqüències acadèmiques greus.

Es qualificarà l'estudiant amb un suspens (D/0) si es detecta manca d'originalitat en l'autoria d'alguna activitat avaluable (pràctica, prova d'avaluació contínua (PAC) o final (PAF), o la que es defineixi al pla docent), sigui perquè ha utilitzat material o dispositius no autoritzats, sigui perquè ha copiat textualment d'internet, o ha copiat d'apunts, de materials, de manuals o d'articles (sense la citació corresponent), d'altres estudiants, o per qualsevol altra conducta irregular.

La qualificació de suspens (D/0) en les qualificacions finals d'avaluació contínua pot comportar l'obligació de fer l'examen presencial per a superar l'assignatura (si hi ha examen i si superar-lo és suficient per a superar l'assignatura segons indiqui el pla docent).

Quan aquesta mala conducta es produeixi durant la realització de les proves d'avaluació finals presencials, l'estudiant pot ser expulsat de l'aula, i l'examinador farà constar tots els elements i la informació relatius al cas.

D'altra banda, aquesta conducta pot donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui.

La UOC habilitarà els mecanismes que consideri oportuns per a vetllar per la qualitat de les seves titulacions i garantir l'excel·lència i la qualitat del seu model educatiu.

Amunt

Aquesta assignatura es pot superar únicament mitjançant la realització d'un examen final presencial (EX), la nota del qual es combina amb la nota final de pràctiques obligatòries (Pr). Si nota final de la pràctica és diferent a N (no presentat), la nota de l'assignatura serà diferent a N (no presentat). La nota d'avaluació contínua (AC) complementa la nota combinada de l'examen final (EX) i la part pràctica (Pr). La fórmula d'acreditació de l'assignatura és la següent: (EX + Pr) + AC.

 
 

Amunt