Nicolás Guil Mata

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES I


TEMA 1. Segmentación I.

1.1 Conceptos básicos de segmentación. Segmentación estática.

1.2 Aumento del rendimiento por inserción de retardos.

1.3 Segmentación Dinámica.

TEMA 2. Segmentación II.

2.1 Implementación de funciones de control.

2.2 Diseño de pipelines unifunción y multifunción.

2.3 Conexión entre etapas. Funciones segmentadas de la ALU.

2.4 Segmentación de funciones con recurrencias.

TEMA 3. Procesadores segmentados

3.1 Etapas en la ejecución de instrucciones: segmentación del procesador.

3.2 Rendimiento de arquitecturas segmentadas.

3.3 Arquitectura segmentada básica.

3.4 Riesgos de la segmentación: estructurales, de datos y de control. Pérdida de

rendimiento.

TEMA 4. Anticipación.

4.1 Detección y resolución de dependencias: reordenación y cortocircuitos.

4.2 Arquitectura básica con anticipación.

4.3 Detección y resolución de riesgos de control: salto retardado, saltos con anulación.

4.4 Instrucciones multiciclo.

4.5 Interrupciones.

4.6 Procesadores RISC. Ejemplos de procesadores con anticipación.

4.7 Prácticas de Laboratorio.

TEMA 5. Técnicas avanzadas de segmentación.

5.1 Procesadores supersegmentados.

5.2 Predicción de saltos: estática y dinámica. Repercusión en el rendimiento.

5.3 Planificación dinámica: ejecución fuera de orden.

5.4 Técnica del marcador. Algoritmo de Tomasulo.

5.5 Prácticas de Laboratorio.

Horas de enseñanza teórico prácticas:

Teoría: 2 horas semanales.

Prácticas en aula: 1 hora semanal.

Prácticas en laboratorio: 1 hora semanal.

Sistemas de Evaluación:

Dado el carácter cuatrimestral de la asignatura, se realizará un único examen para evaluar el grado de conocimiento de la parte teórica y de problemas de la asignatura. Las preguntas pondrán a prueba la capacidad de análisis y síntesis alcanzada por el alumno y versarán sobre cuestiones fundamentales. En la elaboración del examen se tendrán en cuenta los objetivos marcados al principio del curso, de forma que el propio ejercicio sea un buen reflejo del grado de consecución de dichos objetivos.

Respecto a las prácticas, voluntarias u obligatorias, bastará la presentación de la realización correcta de las mismas.

Un examen final de prácticas se hace necesario para evaluar el nivel alcanzado en aquellos alumnos que no hayan realizado las prácticas obligatorias de manera satisfactoria durante el curso.

Profesorado encargado de las pruebas y su corrección ;

Los profesores encargados de impartir la asignatura de Arquitectura de Computadores I serán, salvo cambios debidos a reorganización interna del Departamento de Arquitectura de Computadores:

D. Juan López Gómez

D. Nicolás Guil Mata.

D. Julio Villalba Moreno


Metodología Pedagógica:

La actividad docente comprenderá clases teóricas, clases de problemas, Tutorías y Pruebas de evaluación. En las Clases Teóricas se realizará la exposición de forma completa, sistemática y ordenada de los temas que constituyen el programa. Deberá seguirse un criterio de complejidad creciente y, dado el estado actual del conocimiento relativo a cada tema, será imprescindible distinguir entre conocimientos básicos y temas informativos, complementados con la bibliografía adecuada. En algunos temas los alumnos disponen de los apuntes elaborados por profesores del área de Arquitectura y Tecnología de Computadores, que sirven de guía principal. Se darán referencias bibliográficas a lo largo de la exposición de los temas para que el alumno se acostumbre a consultar distintos libros.

La exposición de los contenidos de cada tema se realizará de forma estructurada, con distinción clara de sus características funcionales y estructurales y con la descripción algorítmica de los procedimientos de diseño, siempre que esto sea posible. Consideramos importante el uso de datos de catálogo. Una vez que se ha especificado un diseño, el alumno debe conocer las soluciones integradas existentes que puede usar como componentes para la implementación del diseño.

Las Clases de Problemas tienen por objeto completar la enseñanza mediante el desarrollo de aspectos complementarios, o de cálculos no expuestos en las clases teóricas para no perder las líneas generales del razonamiento. En lo concerniente al diseño, las clases de problemas son fundamentales. Deberán incluir el doble aspecto de análisis y síntesis, intentando inculcar al alumno el mayor número de leyes generales e ideas guía. Existen unas relaciones de problemas elaborados por los profesores del Area en el que se han diseñado problemas de síntesis y de análisis. Consideramos fundamental la resolución de estos problemas para la concreción de ideas. La metodología didáctica consistirá en la presentación de una serie de problemas fundamentales resueltos por el profesor y una serie de problemas propuestos a los que debe enfrentarse una vez haya comprendido mínimamente la teoría.

Las Tutorías permiten un trato directo y personalizado con los alumnos. Se debe favorecer que los alumnos acudan a las mismas para plantear sus dudas y exponer sus ideas en torno a los diferentes temas desarrollados. Por otra parte, permiten analizar el grado de

asimilación de los conceptos ya explicados.

Bibliografía:

[1] J.L Hennessy and D. Patterson. Computer Architecture: A quantitative approach. Second Editition. Morgan Kaufmann Publisher. 1996

[2] J.C. Heudin and C. Panetto. RISC Architectures. Ed. Chapman & Hall. 1992.

[3] Manual de referencia del simulador DLX.

[4] Apuntes elaborados por el Dto. Arquitectura de Computadores.