Última revisión realizada:09/06/2020

Denominación de la asignatura

Estructura de Computadores
Grado al que pertenece
Grado en Ingeniería Informática
Créditos ECTS
6
Curso y cuatrimestre en el que se imparte
Segundo curso, segundo cuatrimestre
Materia
Ingeniería de Computadores II
Carácter de la asignatura Obligatoria

Presentación

‘Estructura de computadores’ es una asignatura del segundo curso del Grado en Ingeniería Informática que forma parte de la materia ‘Ingeniería de Computadores’ (12 créditos ECTS), junto con la asignatura ‘Tecnología de computadores’, y se plantea como una continuación de ésta.

En ‘Estructura de computadores’ se abordará la evolución hacia distintas arquitecturas de computadores a partir de la configuración básica de un computador, estudiada en ‘Tecnología de computadores’. El factor esencial de esa evolución será la mejora del rendimiento en la configuración resultante de aplicar, fundamentalmente, técnicas de paralelismo.

En esta asignatura se incluyen los siguientes contenidos:

  • Organización funcional.
  • Rendimiento de computadores.
  • Sistemas de interconexión y comunicación.
  • Arquitecturas alternativas y multiproceso.

A partir de los cuales las competencias específicas de la asignatura que el alumno va a ir adquiriendo son:

  • Profundizar en las jerarquías de memorias.
  • Conocer el paralelismo a nivel de instrucción.
  • Saber utilizar instrucciones segmentadas (pipelining).
  • Conocer el paralelismo a nivel de datos.
  • Conocer los sistemas de memoria compartida.
  • Identificar y conocer el funcionamiento de distintos sistemas de interconexión.

Competencias

A continuación se enumeran las competencias que adquirirás al cursar esta asignatura:

Competencias básicas

  • CB1: Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio.
  • CB2: Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio.
  • CB3: Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.
  • CB4: Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado.
  • CB5: Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía.

Competencias generales

  • CG8: Conocimiento de las materias básicas y tecnologías, que capaciten para el aprendizaje y desarrollo de nuevos métodos y tecnologías, así como las que les doten de una gran versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.

Competencias específicas

  • CB05: Conocimiento de la estructura, organización, funcionamiento e interconexión de los sistemas informáticos, los fundamentos de su programación, y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería.

Competencias transversales

  • CT1: Capacidad de innovación y flexibilidad en entornos nuevos de aprendizaje como es la enseñanza on-line.
  • CT2: Conocer, y utilizar con habilidad, los mecanismos básicos de uso de comunicación bidireccional entre profesores y alumnos, foros, chats, etc.
  • CT3: Utilizar las herramientas para presentar, producir y comprender la información que les permita transformarla en conocimiento.

Contenidos

Tema 1. Fundamentos del diseño y evolución de los computadores
Definición de arquitectura del computador
Evolución y prestaciones de las arquitecturas
Arquitecturas paralelas y niveles de paralelismo

Tema 2. Evaluación de prestaciones de un computador
Medidas de prestaciones
Programas de prueba (benchmarks)
Mejora de prestaciones
Coste de un computador

Tema 3. Aprovechamiento de la jerarquía de memoria
Introducción
Conceptos básicos de caché
Evaluación y mejoras de la caché
Memoria virtual

Tema 4. Almacenamiento y otros aspectos de entrada/salida
Introducción
Confiabilidad, fiabilidad y disponibilidad
Almacenamiento en disco
Almacenamiento Flash
Sistemas de conexión y transferencia de información

Tema 5. Procesadores segmentados
Introducción
Principios de segmentación y mejora de prestaciones
Diseño de un procesador segmentado
Optimización de cauces funcionales
Tratamiento de interrupciones en un procesador segmentado

Tema 6.Procesadores superescalares
Introducción
Paralelismo entre instrucciones y paralelismo de la máquina
Procesamiento superescalar de instrucciones
Procesamiento de instrucciones de salto
Tratamiento de interrupciones en un procesador superescalar

Tema 7. Procesadores VLIW
Introducción
Aprovechamiento del paralelismo en arquitecturas VLIW
Recursos de apoyo al compilador

Tema 8. Procesadores vectoriales
Introducción
Arquitectura vectorial
El sistema de memoria en procesadores vectoriales
Medidas de rendimiento en procesadores vectoriales
Eficiencia del procesamiento vectorial

Tema 9. Introducción a los computadores paralelos
Arquitecturas paralelas y niveles de paralelismo
Motivación al estudio de computadores paralelos
Espacio de diseño. Clasificación y estructura general
Prestaciones en computadores paralelos

Tema 10. Sistemas de comunicación en computadores paralelos
Clasificación de los sistemas de comunicación
Estructura general del sistema de comunicación
La interfaz de red
La red de interconexión
Prestaciones del sistema de comunicación

Tema 11. Redes de interconexión
Topología y tipos de redes de interconexión
Conmutación
Control de flujo
Encaminamiento

Tema 12. Multiprocesadores
Coherencia en el sistema de memoria
Consistencia de memoria
Sincronización

Metodología

Metodología

Las actividades formativas de la asignatura se han elaborado con el objetivo de adaptar el proceso de aprendizaje a las diferentes capacidades, necesidades e intereses de los alumnos.

Las actividades formativas de esta asignatura son las siguientes:

  • Trabajos y Lecturas. Se trata de actividades de diferentes tipos: reflexión, análisis de casos, prácticas, etc. Además de análisis de textos relacionados con diferentes temas de la asignatura.
  • Participación en eventos. Son eventos programados todas las semanas del cuatrimestre: sesiones presenciales virtuales, foros de debate, test.
  • Laboratorios virtuales. Actividad práctica que se realiza en tiempo real e interactuando con otros alumnos. En el laboratorio los estudiantes tendrán que desarrollar los ejercicios propuestos en un entorno de simulación online. Los estudiantes contarán en todo momento con el apoyo de un tutor de laboratorio, que ayudará al alumno a desarrollar su actividad. El tutor de laboratorio podrá asignar grupos de alumnos para que, de forma colaborativa, alcancen los resultados solicitados. Este tipo de actividad posee un peso considerable en la evaluación continua del alumno, por lo que, a pesar de no ser obligatoria su realización, se recomienda firmemente la participación en los mismos.
  • Laboratorios presenciales. A lo largo del cuatrimestre tendrán lugar laboratorios presenciales donde se realizarán prácticas de laboratorio.

En la programación semanal puedes consultar cuáles son las actividades concretas que tienes que realizar en esta asignatura.

Descarga el pdf de la programación

Estas actividades formativas prácticas se completan, por supuesto, con estas otras:

  • Estudio personal
  • Tutorías. Las tutorías se pueden articular a través de diversas herramientas y medios. Durante el desarrollo de la asignatura, el profesor programa tutorías en días concretos para la resolución de dudas de índole estrictamente académico a través de las denominadas “sesiones de consultas”. Como complemento de estas sesiones se dispone también del foro “Pregúntale al profesor de la asignatura” a través del cual se articulan algunas preguntas de alumnos y las correspondientes respuestas en el que se tratan aspectos generales de la asignatura. Por la propia naturaleza de los medios de comunicación empleados, no existen horarios a los que deba ajustarse el alumno.
  • Examen final presencial

Las horas dedicadas a cada actividad se detallan en la siguiente tabla:

ACTIVIDADES FORMATIVAS 
HORAS
% PRESENCIAL
Sesiones presenciales virtuales
15
100%
Recursos didácticos audiovisuales
6
0
Estudio del material básico
50
0
Lectura del material complementario
25
0
Trabajos, casos prácticos, test
17
0
Prácticas de laboratorio virtuales
12
16,7%
Tutorías
16
30%
Trabajo colaborativo
7
0
Realización de examen final presencial
2
100%
Total
150
-


Puedes personalizar tu plan de trabajo seleccionando aquel tipo de actividad formativa que se ajuste mejor a tu perfil. El profesor-tutor te ayudará y aconsejará en el proceso de elaboración de tu plan de trabajo. Y siempre estará disponible para orientarte durante el curso.

Bibliografía

Bibliografía básica

La bibliografía básica es imprescindible para el estudio de la asignatura. Cuando se indica que no está disponible en el aula virtual, tendrás que obtenerla por otros medios: librería UNIR, biblioteca… 

Manual de la asignatura

  • Ortega, J., Anguita, M. y Prieto, A. (2005). Arquitectura de computadores. Madrid: Thomson. ISBN: 84-9732-274-6. No disponible en el aula virtual.

Temas 3 y 4

  • Hennessy, J., y Patterson, D. (2011).  Estructura y Diseño de Computadores. La InterfazHardware/Software. Barcelona: Reverté. ISBN: 978-84-291-2620-4
    Páginas 452-517.
    Páginas 570-595.
    Accede a las páginas a través del aula virtual en virtud del artículo 32.4 de la Ley de Propiedad Intelectual.

 

Bibliografía complementaria

Anguita , M. y Ortega, J. (2016). Fundamentos y problemas de arquitectura de computadores. Villanueva y Geltrú: Fleming.

Carretero, J., Exposito, D., Garcia, F. y Garcia, J. D. (2015). Problemas resueltos de estructura de computadores. Madrid: Paraninfo.

Hennessy, J. & Patterson, D. (2017). Computer Architecture. A Quantitative Approach. Morgan-Kauffman

Stallings, W. (2013). Organización y arquitectura de computadores, 9ª ed.. Pearson.

evaluación

Evaluación y calificación

El sistema de calificación se basa en la siguiente escala numérica:

0 - 4, 9

Suspenso

(SS)

5,0 - 6,9

Aprobado

(AP)

7,0 - 8,9

Notable

(NT)

9,0 - 10

Sobresaliente

(SB)

La calificación se compone de dos partes principales:

calificación

El examen se realiza al final del cuatrimestre y es de carácter PRESENCIAL y OBLIGATORIO. Supone el 60% de la calificación final y para que la nota obtenida en este examen se sume a la nota final, es obligatorio APROBARLO.

La evaluación continua supone el 40% de la calificación final. Este 40% de la nota final se compone de las calificaciones obtenidas en las diferentes actividades formativas llevadas a cabo durante el cuatrimestre.

Ten en cuenta que la suma de las puntuaciones de las actividades de la evaluación continua permite que realices las que prefieras hasta conseguir el máximo puntuable mencionado en la programación semanal. En ella se detalla la calificación máxima de cada actividad o evento concreto puntuables.

Para aprobar la asignatura será necesario aprobar cada una de las partes.

El sistema de evaluación de la asignatura es el siguiente:

SISTEMA DE EVALUACIÓN 
PONDERACIÓN MIN. 
PONDERACIÓN MÁX. 
Prueba de evaluación final presencial
60%
60%
Evaluación de prácticas de laboratorios virtuales
0%
40%
Resolución de trabajos, proyectos y casos
0%
40%
Test de autoevaluación
0%
20%
Participación en foros y otros medios participativos
0%
40%

 

Profesorado

Francisco Machío Regidor

Formación: Doctor por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Ingeniero de Telecomunicación por la UPM.

Experiencia: Más de 20 años de experiencia docente en la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura de la Universidad Pontificia de Salamanca, Campus de Madrid (UPSAM), en los que he impartido, y desarrollado en algunos casos, 14 asignaturas diferentes, la mayoría de ellas en el ámbito de la Arquitectura de Computadores, Sistemas Digitales y Electrónica, conducentes a la obtención de los títulos de licenciado y diplomado en informática, ingeniero e ingeniero técnico en informática, grado en informática y máster en dirección y gestión de proyectos. Habiendo desempeñado labores de coordinador y responsable de varias de ellas. Desde Marzo de 2014 desempeño labores docentes en la ESIT de UNIR, primero como profesor a tiempo parcial y, desde Octubre de 2015, como profesor a tiempo completo

Líneas de investigación: Mi labor investigadora la he desarrollado en el ámbito de la Radioglaciología, dentro del Grupo de Simulación Numérica en Ciencias e Ingeniería (GSNCI) adscrito a la ETSIT-UPM, al que pertenezco desde el año 2000. Como miembro del GSNCI he participado en varios proyectos de investigación y en 15 congresos. He intervenido además en varias campañas antárticas y árticas con trabajo de campo en medidas de georradar, DGPS y balance de masas.

Orientaciones para el estudio

Orientación para el estudio

Obviamente, al tratarse de formación on-line puedes organizar tu tiempo de estudio como desees, siempre y cuando vayas cumpliendo las fechas de entrega de actividades, trabajos y exámenes. Nosotros, para ayudarte, te proponemos los siguientes pasos:

  1. Desde el Campus virtual podrás acceder al aula virtual de cada asignatura en la que estés matriculado y, además, al aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar. Aquí podrás consultar la documentación disponible sobre cómo se utilizan las herramientas del aula virtual y sobre cómo se organiza una asignatura en la UNIR y también podrás organizar tu plan de trabajo personal con tu profesor-tutor.
  2. Observa la programación semanal. Allí te indicamos qué parte del temario debes trabajar cada semana.
  3. Ya sabes qué trabajo tienes que hacer durante la semana. Accede ahora a la sección Temas del aula virtual. Allí encontrarás el material teórico y práctico del tema correspondiente a esa semana.
  4. Comienza con la lectura de las Ideas clave del tema. Este resumen te ayudará a hacerte una idea del contenido más importante del tema y de cuáles son los aspectos fundamentales en los que te tendrás que fijar al estudiar el material básico. Lee siempre el primer apartado, ¿Cómo estudiar este tema?, porque allí te especificamos qué material tienes que estudiar. Consulta, además, las secciones del tema que contienen material complementario (Lo + recomendado y + Información).
  5. Dedica tiempo al trabajo práctico (sección Actividades y Test). En la programación semanal te detallamos cuáles son las actividades correspondientes a cada semana y qué calificación máxima puedes obtener con cada una de ellas.
  6. Te recomendamos que participes en los eventos del curso (sesiones presenciales virtuales, foros de debate…). Para conocer la fecha concreta de celebración de los eventos debes consultar las herramientas de comunicación del aula vitual. Tu profesor y tu profesor-tutor te informarán de las novedades de la asignatura.
En el aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar encontrarás siempre disponible la documentación donde te explicamos cómo se estructuran los temas y qué podrás encontrar en cada una de sus secciones: Ideas clave, Lo + recomendado, + Información, Actividades y Test.

Recuerda que en el aula virtual de Lo que necesitas saber antes de empezar puedes consultar el funcionamiento de las distintas herramientas del aula virtual: Correo, Foro, Sesiones presenciales virtuales, Envío de actividades, etc.

Ten en cuenta estos consejos…

  • Sea cual sea tu plan de estudio, accede periódicamente al aula virtual, ya que de esta forma estarás al día de las novedades del curso y en contacto con tu profesor y con tu profesor tutor.
  • Recuerda que no estás solo: consulta todas tus dudas con tu profesor-tutor utilizando el correo electrónico. Si asistes a las sesiones presenciales virtuales también podrás preguntar al profesor sobre el contenido del tema. Además, siempre puedes consultar tus dudas sobre el temario en los foros que encontrarás en cada asignatura (Pregúntale al profesor).
  • ¡Participa! Siempre que te sea posible accede a los foros de debate y asiste a las sesiones presenciales virtuales. El intercambio de opiniones, materiales e ideas nos enriquece a todos.
  • Y ¡recuerda!, estás estudiando con metodología on line: tu esfuerzo y constancia son imprescindibles para conseguir buenos resultados. ¡No dejes todo para el último día!