1 Circuitos Digitales II Circuitos Digitales II Fundamentos de Arquitectura de Computadores Información sobre el Curso Semana No.1 Semestre 2008-2 Prof.

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1 1 Circuitos Digitales II Circuitos Digitales II Fundamentos de Arquitectura de Computadores Información sobre el Curso Semana No.1 Semestre 2008-2 Prof. Gustavo Patiño gpatino@udea.edu.co Prof. Eugenio Duque eaduque@udea.edu.co Departamento de Ingeniería Electrónica Facultad de Ingeniería

2 Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2 2 Temario Objetivos del curso De qué se trata el curso de Circuitos Digitales II Prerrequisitos del curso Cobertura del curso Tópicos principales Información del curso Notas

3 Objetivo general Tratar el diseño y la arquitectura de sistemas computacionales en un nivel de detalle que no dé lugar a misterios en el diseño de tales sistemas. Este objetivo será perseguido durante el curso desde el diseño con el conjunto de instrucciones hasta el diseño en el nivel de compuertas lógicas de las unidades de control y de datapath del CPU, pasando por la memoria, unidades de disco y red. Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

4 Fundamentar las bases para el diseño de los sistemas digitales modernos. Generalmente basados en un procesador programable. Componentes y organización del sistema. Pipeline, memoria cache, periféricos. Entender cómo y porqué tales sistemas están organizados. Su interacción con la tecnología predominante. Relación entre Hardware con Software. Introducir técnicas para analizar sistemas y aplicaciones. Métricas de desempeño, metodologías, errores comunes. Conocer las bases para otro tipo de sistemas Redes, OS, compiladores, sistemas embebidos, etc Entender las capacidades de compiladores, OS. Objetivos específicos Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

5 Relevantes Conocimiento básico sobre el análisis y diseño de circuitos digitales. Experiencia en programación con un lenguaje de alto nivel (Pascal, C/C++). No tan relevantes Familiaridad con el S.O Unix o Linux. Prerrequisitos del curso Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

6 En este curso usted aprenderá Operaciones en el nivel del lenguaje ensamblador Conjunto de instrucciones Operación y diseño en el nivel de arquitectura de sistemas Subsistemas y conexiones Operación y diseño en el nivel lógico digital Compuertas, memoria, buses Relación entre HW y SW en los cinco elementos fundamentales de un sistema computacional. Principios básicos de optimización y análisis de desempeño de dicha relación. En este curso usted no aprenderá Diseño de aplicaciones basadas en microcontroladores. Instalación o reparación de PCs. Instalación de software en su computador. Cobertura del curso Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

7 Unidad No. 1 Introducción y visión general del curso Introducción a la historia de los computadores Problemas de la complejidad Ley de Moore Relación entre HW y SW en la arquitectura de un computador. Contenido Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

8 Unidad No.2 Interface Hardware-software : Lenguaje de Máquina y lenguaje Ensamblador ISA: Arquitectura del Conjunto de Instrucciones de un procesador Selección del procesador MIPS para el curso. MIPS-ISA: Operandos y operaciones. Comparaciones con lenguaje C. MIPS-ISA: Transferencias de datos y Control MIPS-ISA: Procedimientos, ciclos y casos. Contenido (…cont) Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

9 Unidad No.3 Desempeño y optimizaciones de código Desempeño en un procesador Compiladores, carga y enlace. Contenido (…cont) Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

10 Unidad No.4 Diseño de Procesadores Datapath y controlador y su relación con el ISA Agregando Pipeline al procesador Pipeline y el ISA: Efectos en el desempeño Pipeline y el ILP (Paralelismo a Nivel de Instrucciones) Contenido (…cont) Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

11 Unidad No.5 Jerarquía de memoria Memoria cache Desempeño de la Memoria Memoria Virtual Análisis de la estructura de memoria de algunos procesadores modernos. Contenido (…cont) Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

12 Unidad No.6 Interrupciones y excepciones Interrupciones en el MIPS Contenido (…cont) Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

13 Unidad No.7 Dispositivos de entrada y salida (I/O) Revisión y diseño de sistemas I/O Factores del desempeño I/O Interfaces y buses. DMA: Accesos Directos a Memoria Contenido (…cont) Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

14 Unidad No.8 Introducción a los Circuitos Integrados Multiprocesador (CMP) Conexión interna de procesadores Bus Red Clusters Análisis del caso del Cluster de Google. Contenido (…cont) Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

15 Información del curso Profesores: Gustavo Patiño E-mail: gpatino@udea.edu.cogpatino@udea.edu.co Oficina: Horario de atención Eugenio Duque E-mail: eaduque@udea.edu.coeaduque@udea.edu.co Oficina: Horario de Atención: 15 Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

16 Información del curso (…cont) Textos del curso Computer Organization & Design, 3rd Edition By D. Patterson & J. Hennessy CD includes manuals, appendices, simulators, CAD tools…. Pagina Web del curso http://microe.udea.edu.co/~gpatino/digitalesii Revísela frecuentemente Encontrará: Diapositivas del curso Enunciados de laboratorio Manuales, software libre y más información útil. 16 Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2

17 Evaluación Curso teórico (55%) Primer parcial: 20% Dos quices: 5% cada Examen Final 25% Laboratorio (45%) 6 prácticas de Lab. 17 Departamento de Ing. Electrónica. Circuitos Digitales II Facultad de Ingeniería 2008 - 2