Arquitectura de Computadoras

Dr. Miguel Arias Estrada
Dr. Jesús Ariel Carrasco Ochoa
INAOE - Ciencias Computacionales

Descripción

El desempeño de un sistema computacional está mayoritariamente determinado por la manera en que el ingeniero en software comprende los principios y limitaciones básicas del hardware. De manera similar, los diseñadores de hardware deben entender las implicaciones que tienen sus diseños en la eficiencia del software. El curso de Arquitectura de Computadoras cubre los elementos constitutivos de una computadora haciendo énfasis en la arquitectura digital de sus elementos, así como las comunicaciones entre computadoras que son la base de la tecnología actual.

Objetivos

Analizar y diseñar procesadores con elementos básicos. Proporcionar los elementos que de manera objetiva permitan al estudiante comparar y evaluar las arquitecturas de procesadores y computadoras modernas. Ser capaz de especificar las características de una computadora para un trabajo dado. Diseñar y evaluar los elementos básicos de las arquitecturas digitales. Conocer las arquitecturas básicas de redes de computadoras, los diferentes medios de transmisión y algunos protocolos de comunicación. Conocer conceptos básicos de Internet e Internet 2, así como de seguridad en redes.

Formato
El curso se imparte en dos sesiones de 1:30 horas por semana. La evaluación se realiza en base a dos exámenes parciales y las prácticas de laboratorio. 

Contenido

Parte I. Arqutectura de un microprocesador

            1. Introducción
            2. Costo y rendimiento
            3. Conjunto de instrucciones
            4. El Procesador
                    - Datapath
                    - Unidad de control
                    - ALU
            5. Pipeline
            6. Jerarquía de memoria
            7. Interfaz procesador - periféricos
            8. Almacenamiento de datos

Parte II. Redes de computadoras

            1. Introducción
            2. Modelo OSI
                    Modelo
                    Servicios
            3. Topologías
                    Punto a Punto
                    De difusión
            4. Medios de comunicación
                    Cables
                    Fibras ópticas
                    Inalámbricos
            5. Formas de transmisión
                    Analógica
                    Digital
                    Conmutación
            6. Protocolos
                    De acceso al medio
                    De enlace
                    De Red
                    De transporte
            7. Internet e Internet 2
            8. Seguridad
            9. Multiprocesadores y tendencias futuras

Bibliografía para el curso

[1]  D. Patterson, J. Hennessy
       "Computer Organization & Design: The Hardware/Software Interface" 
       2nd Ed. Morgan Kaufmann, 1997. ISBN 1-55860-428-6
[2]  J. Hennessy, D. Patterson
      "Computer Architecture: A Quantitative Approach" 
      2nd Ed. Morgan Kaufmann, 1995. ISBN 1-55860-329-8
[3]  M. Lynch
      "Microprogrammed State Machine Design," 
      CRC 1993. ISBN 0-8493-4464-6
[4]  H. Stone
      "High Performance Computer Architecture"
      Addison-Wesley 1993.
[5]  A. S: Tanenbaun
      "Computer Networks"
      Third Edition, Prentice Hall, 1996
[6]  J. Walrand, P. Varaiya
      "High-Performance Communication Networks"
      Morgan Kaufmann, 1996
[7]  W. R. Stevens
      "UNIX Network Programming"
      Prentice Hall, 1990 

Revistas científicas

[8] IEEE Computer Magazine 
[9] IEEE Micro Magazine
[10] Microprocessor Report
[11] Annals of the History of Computing

Internet

[12] Página del curso: http://cseg.inaoep.mx/~ariasm/arqcomp/index.html
[13] Página complementaria del curso: http://cseg.inaoep.mx/~ariel/arqcomp/index.htm