Departament d'Electrònica,Informàtica i Automàtica
Docència: Computadors 2004-2005 ETIS

L'assignatura és anual, amb tres hores de teoría a la setmana. Aquestes classes es fan els dilluns de 15 a 17h i els dijous de 15 a 16h a l'aula I-02 del edifici Politècnica I.

Al llarg del curs s'expliquen els següents continguts:

• Tema 1. Revisar els conceptes/temes, explicats en les assignatures de primer curs, fonamentals per iniciar aquesta assignatura. Això permet fixar un punt de partida i a l'hora serveix de repàs.
  • Codis numèrics, conversions. 'Convenis' (codis).
  • Dispositius electrònics digitals. Sistemes combinacionals, seqüencials. Memòries.
  • Funcions de la CPU, màquina senzilla, instruccions, memòria.
  • Arquitectura clàssica (CPU-Bus-memòria-E/S).

  També s'inclouen dins aquest bloc unes sessions introductòries destinades a començar les pràctiques el més aviat possible. Es veuen els conceptes bàsics, des del punt de vista del programador, sense entrar en gaires detalls.

  • Microcontroladors (ex. Fam 51). i51 usr manual.
  • Microcomputadors (arquitectura ix86).
  • Punt de vista 'Usuari-programador' (eines desenvolupament).
  • Guions de pràctiques.
• Tema 2.En aquest capítol aprofundim en les característiques internes de la C.P.U. Estudiem la seva funcionalitat i ho relacionem amb la seva estructura física. Es descriuen els elements i la relació entre ells; des del nivell d'abstracció més elevat (algorisme) fins al nivell físic (components electrònics).
  • Modes d'adreçament.
  • Joc d'instruccions.
  • Llenguatge assemblador, estructures algorísmiques elementals.
  • Subrutines, pas de paràmetres, recursivitat.
  • CPU estructura interna, camins de dades, registres.

  En aquest capítol (i durant la resta del curs) les arquitectures descrites corresponen a les famílies 'x86' i 'MCS51' de Intel que són les utilitzades en les pràctiques.

• Tema 3.Aquest apartat és destinat al nivell de sistema. Comencem amb la relació CPU-perifèric descrivint les connexions entre ells i els aspectes relatius a la seva programació. S'estudien els mecanismes bàsics que augmenten les prestacions de les operacions d'entrada/sortida. Relació HW, cicles de bus, connexions sistema.
  • Connexions processador-memòria.
  • Perifèrics, descodificació.
  • Interfícies digitals, PPI-Ports. Polling.
  • Interrupcions HW-SW.
  • Comunicacions, Xarxes.

  Per tal de 'agilitzar' les pràctiques, en aquest punt del curs s'introdueix el llenguatge 'C' com a eina bàsica de programació. Això ens permet codificar algorismes més complexes (en quant a mida) d'una manera més còmoda sense perdre de vista les relacions/implicacions amb el maquinari.

• Tema 4.Aprofundim en aquelles estratègies destinades a augmentar el rendiment/prestacions dels computadors.
  • Transferències d'accés directe a memòria (DMA).
  • Memòries 'Cache'.
  • Coprocessadors específics.
• Tema 5.Destinem l'útim apartat del curs a analitzar aquells aspectes de l'arquitectura dels computadors que han aportat un augment significatiu en el rendiment dels sistemes. Cal destacar que aquesta millora no es deu a un avanç 'tecnològic' sinó a unes noves 'estructures' o 'teories'.
  • Segmentació i Súper-segmentació.
  • Processadors Superescalars.
  • SIMD (MMX)
  • RISC.

Es farà una hora de problemes a l'aula cada quinze dies, els dijous de 16 a 17h. Hi ha dos grups de problemes (setmanes A i B).

Al llarg del curs es realitzaran deu pràctiques distriubuïdes en vint sessions. Les sessions es consideren de dues hores al laboratori que cal aprofitar al màxim. Les pràctiques han estat estructurades d'una manera "acumulativa"; això és, en cada pràctica la major part del treball ja està fet en pràctiques anteriors si es re-utilitza codi (la primera no porta feina). Ha d'existir una preparació prèvia i un domini (agilitat) de les eines (les pràctiques superiors a la quarta són inabordables, en el temps establert, si ens 'encallem' al compilar). Tanmateix a partir de la setena es comença a 'gaudir' de debó dels computadors.

Hi ha cinc grups de pràctiques. A cada grup hi haurà, com a màxim, setze persones agrupades per parelles. La organització dels grups, parelles i horaris quedarà reflexada al apartat de PRACTIQUES.

• Pràctica 1: Eines desenvolupament i programació. Assemblador A8051, Simulador SIM51. (1 sessió)
• Pràctica 2: Sistema desenvolupament DS-552. E/S digitals binàries (1 fila de tecles i LEDs). (2 sessions)
• Pràctica 3: Eines desenvolupament x86. TASM, LINK i TDEBUG. (1 sessió)
• Pràctica 4: Algorismes i accés a memòria. Reflex per pantalla. Subrutines. (1 sessions)
• Pràctica 5: Port sèrie microcontrolador (polling). (1 sessió)
• Pràctica 6: E/S lectura del teclat del PC, accés al controlador. (1 sessió)
• Pràctica 7: Port sèrie per interrupcions en un microcontrolador (en "C"). (2 sessions)
• Pràctica 8: Port sèrie del PC, UART 8250, per interrupcions (en "C"). (3 sessions)
• Pràctica 9: Teclat matricial i visualitzador LCD (en "C"). (3 sessions)
• Pràctica 10: Monitorització d'un procés (consolidació de totes les anteriors). Convertidor A/D, PWM. (1 sessió)

L'assignatura és anual i té dues convocatòries; d'ara endavant 'ordinària' i 'extraordinària'.

Cal superar totes les pràctiques amb un mínim de 5 punts per aprovar l'assignatura.

Al llarg del curs s'efectuen tres exàmens que anomenarem 'Febrer', 'Juny' i 'Juliol'. Cadascun d'aquests exàmens constarà de dues parts; una part teòrica (a realitzar sense apunts) i una de problemes (amb la documentació que cadascú porti). La proporció d'aquestes parts és de 40% teoría - 60% problemes.

La nota de cada convocatòria serà 80% examen - 20% pràctiques.

Per a la convocatòria 'ordinària' la nota d'examen serà la mitja aritmètica dels exàmens de Febrer i Juny.

Per a la convocatòria 'extraordinària' la nota d'examen serà la del examen de Juliol.

L'avaluació de les pràctiques la farà el professor de pràctiques en una entrega/defensa al laboratori la setmana següent a la última sessió destinada a cada pràctica. Durant els períodes d'exàmens (Febrer, Juny i Juliol) hi haurà una sessió 'extra' d'entrega/defensa de pràctiques per aquells que alumnes que no hagin entregat alguna pràctica al llarg del curs.