• Descripción

Esta asignatura completa los conceptos que se han visto a la asignatura de Fundamentos de Computadores. Por lo tanto, se presupone que el estudiante tiene alcanzados unos conocimientos base, como las diversas formas de representar la información dentro del computador, los diferentes tipos de circuitos que lo constituyen y la estructura más básica de un computador sencillo. 

Estructura de Computadores se adentra un poco más en el interior del computador con la pretensión de dar una visión de la máquina básica desde la perspectiva del programador de lenguajes de bajo nivel. La programación que se realizará será en C haciendo llamadas a funciones en ensamblador con el fin de poder utilizar las funciones de E/S y las estructuras propias de C e incluir llamadas a funciones que estarán programadas en ensamblador. 

Para un buen seguimiento de la asignatura es recomendable tender unos conocimientos básicos de algorítmica y programación.

• La asignatura en el conjunto del plan de estudios

Esta asignatura tiene una fuerte relación con la asignatura previa, Fundamentos de Computadores del Grado de Ingeniería Informática. Esta asignatura trata de ampliar conocimientos sobre aquellos componentes del hardware que un programador necesita conocer para llevar a cabo su tarea, el procesamiento de la información dentro del computador. 

Posteriormente a Fundamentos de Computadores los alumnos que quieran profundizar un poco más, podrán cursar las asignaturas de Arquitectura de Computadores y Arquitectura de Computadores Avanzadas.

• Conocimientos previos

Los prerequisitos establecidos es el haber cursado, anteriormente, Fundamentos de Computadores.

También se recomienda haber cursado las asignaturas del área de programación o tener unos conocimientos básicos de algorítmica i programación. 

• Información previa a la matrícula

Los prerequisitos establecidos es el haber cursado, anteriormente, Fundamentos de Computadores y la asignatura del área de Programación.

A nivel de entorno de trabajo se requerirá de un PC basado en procesadores x86-64 (Intel 64 o AMD 64) sobre el cual se ejecutará un sistema operativo Linux de 64 bits, la versión propuesta es Linux Mint de 64 bits (basada en Ubuntu), pero se pueden usar otras versiones de Linux de 64 bits. 

Los lenguajes que utilizaremos para las diferentes implementaciones de la parte práctica i las actividades de evaluación continua son: lenguaje C y ensambladro x86-64.

• Objetivos y competencias

Las competencias que se desarrollarán con el aprendizaje de esta asignatura son las siguientes: 

Específicas Grado Ingeniería Informática 

- Capacidad para identificar los elementos de la estructura y los principios de funcionamiento de un ordenador.
- Capacidad para analizar la arquitectura y la organización de los sistemas y aplicaicons informáticas en red.
- Conocer las tecnologías de comunicaciones actuales y emergentes y saberlas aplicar convenientemente para diseñar y desarrollar soluciones basadas en sistemas y tecnologías de la información.

Generales 

- Capacidad de análisis y síntesis.
- Resolución de problemas.
- Capacidad de organización y planificación.
- Comunicación escrita.
- Razonamiento crítico.

Cualquier práctica profesional relacionada con los estudios necesitará de conocimientos de hardware. Por lo tanto, se trata de adquirir los conceptos necesarios para entender qué es un computador y poder desarrollar cualquier actividad profesional de su entorno.

• Contenidos

MÓDULO 1: El computador 
   1. El computador 
   2. Arquitectura de von Neumann 
   3. Arquitectura Harvard 
   4. Evolución de los computadores 

MÓDULO 2: Juego de instrucciones 
   1. Juego de instrucciones 
   2. Modos de direccionamiento 

MÓDULO 3: El procesador 
   1. Organización del procesador 
   2. ALU 
   3. Unidad de control 
   4. Computadores RISC y CISC 

MÓDULO 4: Sistema de memoria 
   1. Características de las memorias 
   2. Jerarquía de memorias 
   3. Memoria caché 
   4. Memoria interna 
   5. Memoria externa 

MÓDULO 5: Sistemas de E/S
   1. Aspectos básicos de la entrada/salida
   2. Entrada/Salida programada 
   3. Entrada/Salida con Interrupciones 
   4. Entrada/salida con Acceso Directo a Memoria 

MÓDULO 6: Programación en ensamblador 
   1. Arquitectura del computador 
   2. Lenguaje ensamblador 
   3. Entorno a trabajo 
   4. El lenguaje ensamblador de la arquitectura x86-64 
   5. Introducción al lenguaje C 
   6. Conceptos de programación en ensamblador y C
   7. Referencia de las instrucciones 

MÓDULO 7: Arquitectura CISCA 
   1. Organización del computador 
   2. Juego de instrucciones
   3. Formato y codificación de las instrucciones
   4. Ejecución de las instrucciones

• Consulta de los recursos de aprendizaje de la UOC para la asignatura

• Información adicional sobre los recursos de aprendizaje y herramientas de apoyo

El estudiante tiene disponibles en formato electrónico los materiales didácticos correspondientes a todos los módulos de la asignatura. Asimismo, podrá encontrar herramientas de apoyo que el profesorado indicará para la correcta instalación del entorno de programación necesario.

En esta asignatura se utilizarán las herramientas de apoyo siguientes:

1.- El software necesario para hacer las prácticas:

Es un Sistema Operativo Linux Mint (basado en Ubuntu) de 64 bits sobre el cual instalaremos las herramientas necesarias  para realizar las prácticas. La instalación de este Sistema Operativo se hará sobre un entorno de virtualización (VirtulBox). Para trabajar con este entorno el ordenador debe disponer de un procesador de 64 bits con soporte de virtualización. Este entorno a virtualización se podrá ejecutar desde MS Windows, GNU/Linux y Mac OS.

Los que trabajen directamente con Linux de 64 bits podrán instalar estas herramientas y no hará falta que trabajen con una Máquina Virtual (MV).

2.- Las herramientas que utilizaremos serán:

- Editor de texto (geany)
- Ensamblador (yasm)
- Enlazador (ld)
- Compilador de C (gcc)
- Depurador (kdbg)

• Informaciones sobre la evaluación en la UOC

En la UOC, la evaluación generalmente es virtual. Se estructura en torno a la evaluación continua, que incluye diferentes actividades o retos; la evaluación final, que se lleva a cabo mediante pruebas o exámenes, y el trabajo final de la titulación.

Las actividades o pruebas de evaluación pueden ser escritas y/o audiovisuales, con preguntas aleatorias, pruebas orales síncronas o asíncronas, etc., de acuerdo con lo que decida cada equipo docente. Los trabajos finales representan el cierre de un proceso formativo que implica la realización de un trabajo original y tutorizado que tiene como objetivo demostrar la adquisición competencial hecha a lo largo del programa.

Para verificar la identidad del estudiante y la autoría de las pruebas de evaluación, la UOC se reserva la potestad de aplicar diferentes sistemas de reconocimiento de la identidad y de detección del plagio. Con este objetivo, la UOC puede llevar a cabo grabación audiovisual o usar métodos o técnicas de supervisión durante la ejecución de cualquier actividad académica.

Asimismo, la UOC puede exigir al estudiante el uso de dispositivos electrónicos (micrófonos, cámaras u otras herramientas) o software específico durante la evaluación. Es responsabilidad del estudiante asegurar que estos dispositivos funcionan correctamente.

El proceso de evaluación se fundamenta en el trabajo personal del estudiante y presupone la autenticidad de la autoría y la originalidad de las actividades académicas. La web sobre integridad académica y plagio de la UOC contiene información al respecto.

La falta de autenticidad en la autoría o de originalidad de las pruebas de evaluación; la copia o el plagio; la suplantación de identidad; la aceptación o la obtención de cualquier actividad académica a cambio o no de una contraprestación; la colaboración, el encubrimiento o el favorecimiento de la copia, o el uso de material, software o dispositivos no autorizados en el plan docente o el enunciado de la actividad académica, incluida la inteligencia artificial y la traducción automática, entre otras, son conductas irregulares en la evaluación que pueden tener consecuencias académicas y disciplinarias graves.

Estas conductas irregulares pueden conllevar el suspenso (D/0) en las actividades evaluables definidas en el plan docente -incluidas las pruebas finales- o en la calificación final de la asignatura, ya sea porque se han utilizado materiales, software o dispositivos no autorizados durante las pruebas (como el uso de inteligencia artificial no permitida, redes sociales o buscadores de información en internet), porque se han copiado fragmentos de texto de una fuente externa (internet, apuntes, libros, artículos, trabajos o pruebas de otros estudiantes, etc.) sin la citación correspondiente, por la compraventa de actividades académicas, o porque se ha llevado a cabo cualquier otra conducta irregular.

Asimismo, y de acuerdo con la normativa académica, las conductas irregulares en la evaluación también pueden dar lugar a la incoación de un procedimiento disciplinario y a la aplicación, si procede, de la sanción que corresponda, de conformidad con lo establecido en la normativa de convivencia de la UOC.

En el marco del proceso de evaluación, la UOC se reserva la potestad de:

• Solicitar al estudiante que acredite su identidad según lo establecido en la normativa académica.
• Solicitar al estudiante que acredite la autoría de su trabajo a lo largo de todo el proceso de evaluación, tanto en la evaluación continua como en la evaluación final, a través de una entrevista oral síncrona, que puede ser objeto de grabación audiovisual, o por los medios establecidos por la UOC. Estos medios tienen el objetivo de verificar los conocimientos y las competencias que garanticen la identidad del estudiante. Si no es posible garantizar que el estudiante es el autor de la prueba, esta puede ser calificada con una D, en el caso de la evaluación continua, o con un suspenso, en el caso de la evaluación final.

Inteligencia artificial en el marco de la evaluación

La UOC reconoce el valor y el potencial de la inteligencia artificial (IA) en el ámbito educativo y, a su vez, pone de manifiesto los riesgos que supone si no se utiliza de forma ética, crítica y responsable. En este sentido, en cada actividad de evaluación se informará al estudiantado sobre las herramientas y los recursos de IA que se pueden utilizar y en qué condiciones. Por su parte, el estudiantado se compromete a seguir las indicaciones de la UOC a la hora de realizar las actividades de evaluación y de citar las herramientas utilizadas y, concretamente, a identificar los textos o imágenes generados por sistemas de IA, los cuales no podrá presentar como si fueran propios.

Respecto a usar o no la IA para resolver una actividad, el enunciado de las actividades de evaluación indica las limitaciones en el uso de estas herramientas. Debe tenerse en cuenta que usarlas de manera inadecuada, como por ejemplo en actividades en las que no están permitidas o no citarlas en las actividades en las que sí lo están, puede considerarse una conducta irregular en la evaluación. En caso de duda, se recomienda que, antes entregar la actividad, se haga llegar una consulta al profesorado colaborador del aula.

• Consulta del modelo de evaluación