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Patiperros del DCC
Introducción al Hardware
CC41C Introducción al Hardware
10UD
Prof. Luis Mateu B.
Requisitos: CC31A
Semestre: 97/1
Objetivos
Conocer los elementos de Hardware de un computador.
Programa
- Introducción.
Niveles de abstracción de un computador: transistores, compuertas
lógicas, chips, circuitos impresos.
- Métodos de diseño de circuitos digitales.
Circuitos combinacionales: álgebra de Boole, tablas de verdad,
fórmula algebraica, teorema de Shannon, mapas de Karnaugh, funciones
incompletamente especificadas. Ejemplo: sumador.
Circuitos secuenciales: diagramas de tiempo, flip-flops, circuitos
síncronos, circuitos semi-síncronos, diagramas de estado, tiempos
de retardo.
Implementación de flip-flops: flip/flops R/S, latch y data.
Diseño modular de circuitos: diseño en paralelo, en serie y en
cascada. Ejemplos: registros, decodificadores, multiplexores,
multiplicadores.
- Arquitectura lógica de un Computador.
Representación binaria sin signo y con signo, aritmética binaria sin
signo y con signo, conversión entre palabras de distinto tamaño,
lenguaje de máquina, formatos de instrucción.
- Arquitectura física de un Computador.
La memoria: Interfaces de memoria estática, implementación de
memorias estáticas. Memorias dinámicas. Otros tipos de memoria
(EDORAM, ROM, PROM, EPROM).
La CPU: ALU, Unidad de Control, Banco de registros, Interfaz con
el bus. Implementación.
- Entrada/Salida.
E/S mapeada en memoria: botones e indicadores luminosos,
busy-waiting, visor de calculadora, controladores de E/S.
Interfaces de comunicación: puertas paralelas, puertas seriales.
Mecanismos avanzados de E/S: interrupciones, canales DMA, el bus
ISA.
- Arquitecturas Avanzadas.
Memoria cache: implementación, grados de asociatividad, políticas
de escritura write through y write back. Jerarquías
de memoria y jerarquías de buses.
Arquitecturas en pipeline: register bypassing,
register scoreboarding, branch prediction.
Arquitecturas superescalares: dependencias entre instrucciones.
Bibliografía complementaria
El curso es autocontenido y no requiere bibliografía de apoyo
si se asiste a clases. Se recomienda estudiar en grupos para
aclarar dudas rápidamente. También se pueden hacer consultas
en el grupo uch.ing.cursos.cc41c.
A aquellos que deseen profundizar más sobre las materias vistas
en este curso se les recomiendan los siguientes libros.
- M. Morris Mano, ``Digital Design'', Pretice Hall, 1984, código B.7.1
MANO84.
- Stephen A. Ward, Robert Halstead Jr., ``Computer Structures'',
Mc Graw Hill 1990, código B.1 WARD90.
- Andrew S. Tanenbaum, ``Structured Computer Organization'',
Prentice Hall International 1990, código C.1 TANE90.
- David A. Patterson and John L. Hennessy, ``Computer Organization and
Design: The Hardware/Software Interface'', Isbn 1-55860-281-X, 1993.
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