Arquitectura de computadores

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PRESENTACION

El diseño, desarrollo e innovación son palabras que corresponden a la actividad de un ingeniero, cualquiera que sea su área de trabajo. Desde un punto de vista ingenieril la tecnología, es el fruto de la concepción y desarrollo del conocimiento, utilizando herramientas y proyectando una utilidad, incluyendo el diseño de nuevas herramientas. Como ingenieros de sistemas esas herramientas son las maquinas computacionales, las cuales evolucionan con la actualización del conocimiento, que involucra la explotación de nuevos materiales, nuestra capacidad de abstracción y las perspectivas de desarrollo (mas que las necesidades).

Si bien el componente técnico/tecnológico de la asignatura arquitecturas de computadores es importante, el solo hecho de utilizar la palabra “arquitectura” involucra una percepción hacia la concepción, el diseño y la organización de los elementos que integran un sistema de cómputo (no solo una máquina computadora), como es la interacción con otros sistemas y con los humanos, observando tendencias, factibilidad, requerimientos de rendimiento, limitaciones tecnológicas y físicas, impacto ambiental entre otros.

Aunque la frontera con el conocimiento que involucra otras áreas como la ingeniería electrónica, la física de materiales o la matemática aplicada es frágil, el curso esta dirigido a estudiantes de ingeniería de sistemas y ciencias de la computación, buscando ofrecer fundamentos de arquitectura de sistemas computacionales desde una ubicación histórica. De ahí que se complementen con lecturas acerca del estado del arte en cada una de las secciones propuestas para este curso.

El propósito fundamental de esta asignatura durante el presente semestre es establecer un estado de conocimientos fundamentales en arquitectura de computadores, que permita manejar el lenguaje técnico asociado, ubicar temporalmente el desarrollo tecnológico, conociendo el estado del arte en esta área y fundamentar conocimientos que permitan el auto-aprendizaje y profundización en el área, además de la interacción en equipos interdisciplinarios que requieran competencias en arquitectura de sistemas computacionales.

Contenido

1. Introducción y Fundamentos de Arquitectura de Sistemas de Cómputo
1.0 Arquitectura, Organización y Diseño de Sistemas de Cómputo
1.1. Desarrollo histórico – Ubicación histórica actual
1.2. Clases de Computadoras
1.3.Abstracción y Tecnología de Computación – Tendencias
1.4. Desempeño
1.5. Casos de Estudio
2. Instrucciones y Aritmética para Computador
2.1.Fundamentos de Instrucciones para Computador
2.1.1. Operaciones y Operandos de Hardware de Computadoras
2.1.2. Representación de Instrucciones
2.1.3. Operaciones Lógicas
2.1.4. Instrucciones para la toma de decisiones
2.1.5. Soporte de Procedimientos a nivel de Hardware
2.1.6. Comunicaciones
2.1.7. Arquitectura MIPS
2.1.8. Introducción Paralelismo I – Paralelismo de Instrucciones y el problema de la sincronización
2.1.9. Algunos Aspectos Avanzados
2.1.9.1 Aspectos Arquitecturales de Compilación
2.1.9.2. Fundamentos de Diseño Lógico
2.1.9.3. Mapeo de Hardware
2.1.10. Casos de Estudio
2.2. Introducción y Fundamentos de Aritmética para Computador
2.2.1. Adición y substracción
2.2.2. Multiplicación y División
2.2.3. Introducción al Paralelismo II – Aritmética de computadores y el problema de la asociatividad.
2.2.4. Casos de Estudio
3. Organización y Diseño Arquitectural de Sistemas de Cómputo
3.1. Fundamentos de Organización y Diseño
3.2. Aspectos Básicos de Procesadores
3.2.1. Aspectos Lógicos de Diseño
3.2.1. Pipeline y Control
3.2.2. Paralelismo y Escalabilidad
3.2.3. Casos de Estudio
3.3. Fundamentos de Memoria
3.3.1. Fundamentos de Organización y Diseño
3.3.2. Jerarquía de Memoria
3.3.3. Casos de Estudio
3.4. Aspectos Básicos de Almacenamiento
3.5. Aspectos Básicos de Comunicaciones y Conectividad
3.5.1. Conectividad Interna
3.5.2. Interconectividad y Redes (Introducción)
3.6. Fundamentos de I/O, Gráficas e Interfaces
3.7. Casos de Estudio
4. Tendencias y Direcciones Futuras
4.1. Arquitecturas Híbridas
4.2. Arquitecturas Reconfigurables
4.3. Aspectos Energéticos, Ecológicos y Ambientales
4.4. Arquitecturas Escalables, de Gran Escala y Ecosistemas
4.5. ARMS (Advanced RISC Architectures) y Computadores Embebidos.
4.6. EXASCALE y otras direcciones


ASPECTOS METODOLOGICOS Y EVALUACIONES

  • Seminarios Teóricos
  • Seminarios Magistrales
  • Seminarios con Invitados
  • Sesiones Teórico Prácticas / Análisis de Casos
  • Lecturas Sugeridas (En español y en Inglés)
  • Webminars y Videoconferencias

ASPECTOS METODOLOGICOS Y EVALUACIONES

  • Seminarios Teóricos
  • Seminarios Magistrales
  • Seminarios con Invitados
  • Sesiones Teórico Prácticas / Análisis de Casos
  • Lecturas Sugeridas (En español y en Inglés)
  • Webminars y Videoconferencias