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 la UOC per a l'assignatura   Informació addicional sobre els recursos d'aprenentatge i eines de suport   Informacions sobre l'avaluació a la UOC   Consulta del model d'avaluació  
Aquest és el pla docent de l'assignatura per al primer semestre del curs 2023-2024. Podeu consultar si l'assignatura s'ofereix aquest semestre a l'espai del campus Més UOC / La universitat / Plans d'estudis). 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

3. Els circuits lògics combinacionals PDF
2. Representació de la informació PDF
4. Els circuits lògics seqüencials PDF
1. Introducció als fonaments dels computadors PDF
Representació de la informació Audiovisual
VerilUOC: bàsics i instal·lació Audiovisual
VerilCirc: presentació Audiovisual
Introducció a les màquines d'estat esteses Audiovisual
Vídeo Presentació assignatura Fonaments de computadors Audiovisual
Model de Moore Audiovisual
Circuits combinacionals (Mètode de Karnaugh) Audiovisual
Circuits seqüencials (Anàlisi de circuits) Audiovisual
Circuits combinacionals (Exemples d'anàlisi i disseny de circuits) Audiovisual
Circuits combinacionals (Blocs i anàlisi de circuits) Audiovisual

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

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 realitzats.

La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; l'intent fraudulent d'obtenir un resultat acadèmic millor; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o la utilització de material, programari o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre altres, són conductes irregulars en l'avaluació que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.

Aquestes conductes irregulars poden comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent -incloses les proves finals- o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials, programari o dispositius no autoritzats durant les proves, com ara xarxes socials o cercadors d'informació a internet, perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, o perquè s'ha dut a terme qualsevol altra conducta irregular.

Així mateix, i d'acord amb la normativa acadèmica, les conductes irregulars en l'avaluació també poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui, de conformitat amb l'establert a la normativa de convivència de la UOC.

En el marc del procés d'avaluació, la UOC es reserva la potestat de:

  • Sol·licitar a l'estudiant que acrediti la seva identitat segons l'establert a la normativa acadèmica.
  • Sol·licitar a l'estudiant que acrediti l'autoria del seu treball al llarg de tot el procés d'avaluació, tant avaluació contínua com avaluació final, per mitjà d'una prova oral o els mitjans síncrons o asíncrons que estableixi la Universitat. Aquests mitjans tindran per objecte verificar els coneixements i les competències que garanteixin l'autoria; en cap cas no implicaran una segona avaluació. Si no és possible garantir l'autoria de l'estudiant, la prova serà qualificada amb D, en el cas de l'avaluació contínua, o amb un Suspens, en el cas de l'avaluació final.
    A aquests efectes, la UOC pot exigir a l'estudiant l'ús d'un micròfon, una càmera o altres eines durant l'avaluació; és responsabilitat de l'estudiant assegurar que aquests dispositius funcionen correctament.

Amunt

Per aprovar l'assignatura has de superar l'avaluació contínua (AC) i fer un examen (EX).

La qualificació final (QF) de l'assignatura es calcula d'acord amb el següent:

  • Si superes l'AC i a l'examen obtens la nota mínima necessària, la nota final es ponderarà d'acord amb els valors establerts en el pla docent.
  • Si superes l'AC però a l'examen no obtens la nota mínima necessària, la nota final serà la qualificació numèrica obtinguda a l'examen.
  • Si superes l'AC i no et presentes a l'examen, la nota final serà un suspès (3).
  • Si no superes l'AC, la nota final serà la nota de l'AC.
  • Si no et presentes a l'AC, la nota final serà un No presentat.

 

Amunt