Nombre: FUNDAMENTOS DE COMPUTADORES
Código: 525101005
Carácter: Básica
ECTS: 6
Unidad Temporal: Cuatrimestral
Despliegue Temporal: Curso 1º - Primer cuatrimestre
Menciones/Especialidades:
Lengua en la que se imparte: Castellano
Carácter: Presencial
Nombre y apellidos: SANTA LOZANO, JOSÉ
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 868071063
Correo electrónico: jose.santa@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
martes - 11:00 / 13:00
ANTIGONES, planta 2, Despacho nº 4
Será necesario pedir cita previa por correo electrónico a jose.santa@upct.es
Titulaciones:
Doctor en Ingeniería Informática en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 2009
Máster en Tecnologías de la Información y Telemática Avanzadas en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 2008
Graduado en Ingeniería Informática en la Universidad de Murcia (ESPAÑA) - 2004
Categoría profesional: Profesor Titular de Universidad
Nº de quinquenios: 3
Nº de sexenios: 3 de investigación
Curriculum Vitae: Perfil Completo
Nombre y apellidos: BELTRÁN MARTÍNEZ, MARÍA VICTORIA
Área de conocimiento: Arquitectura y Tecnología de Computadores
Departamento: Electrónica, Tecnología de Computadores y Proyectos
Teléfono: 968326419
Correo electrónico: victoria.beltran@upct.es
Horario de atención y ubicación durante las tutorias:
miércoles - 09:00 / 15:00
ANTIGONES, planta 2, Despacho 2
Las tutorías se realizarán a demanda del estudiante mediante solicitud remitida al correo victoria.beltran@upct.es
Titulaciones:
Doctor en Ingeniera Telematica en la Universidad Politécnica de Cataluña (ESPAÑA) - 2011
Categoría profesional: Investigadora Beatriz Galindo Junior
Nº de quinquenios: No procede por el tipo de figura docente
Nº de sexenios: No procede por el tipo de figura docente
Curriculum Vitae: Perfil Completo
[CB1 ]. Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
[CG2 ]. Conocer y aplicar los fundamentos de ingeniería y tecnologías informáticas actuales para diseñar e implementar nuevas aplicaciones de análisis de datos.
[CE7 ]. Conocer la arquitectura y el funcionamiento de los computadores, la interconexión de los componentes que los forman y su software de sistema básico.
Comprender la necesidad de diferentes formatos de representación interna para datos numéricos y no numéricos, e instrucciones, y describir algunos formatos sencillos y comunes.
Adquirir una perspectiva general de la arquitectura de computadores, la organización básica de la máquina de von Neumann y los sistemas de almacenamiento.
Entender el papel del sistema operativo, incluyendo las bibliotecas del sistema, y su relación con el hardware y las aplicaciones.
Ser capaz de instalar y manejar el sistema operativo Linux, así como conocer algunos comandos básicos de administración y medida del rendimiento del sistema.
Representación de la información: codificación de caracteres, enteros y números reales.<br> Arquitectura Von Newman: estructura del procesador, jerarquía de memoria y subsistema de E/S.<br> Software de Sistema: Sistema operativo y bibliotecas del sistema.<br> Sistemas de Almacenamiento.
TEMA 1. Introducción a los computadores
Los sistemas de cómputo: hardware y software.
Jerarquía de transformación y abstracciones.
Software de sistema.
Codificación de la información.
Lenguajes de programación.
Modelo básico del computador.
Unidades de capacidad.
Tiempo de ejecución.
Historia de los computadores.
TEMA 2. Representación de la información
Representación de enteros.
Representación de reales.
Representación de caracteres.
Representación de contenido multimedia.
TEMA 3. Los lenguajes del computador
Repertorio de instrucciones: ISA.
Introducción al ISA RISC-V.
Ejecución de programas.
Lenguaje máquina.
Traducción de programas.
TEMA 4. La estructura del computador
Abstracciones y capas. Componentes hardware fundamentales.
El procesador. Implementación de un ISA.
La jerarquía de memoria. Localidad. Memoria caché.
Los dispositivos de entrada/salida.
TEMA 5. El sistema operativo
Servicios, abstracciones. Interfaces de usuario.
Llamadas al sistema y bibliotecas.
Gestión de procesos. Multiprogramación.
Gestión de la memoria. Memoria virtual.
Gestión de la E/S. Sistema de ficheros.
TEMA 6. Compilación e interpretación. Bibliotecas
Traducción vs. Interpretación de programas.
Lenguajes compilados y lenguajes interpretados. Bytecode
Rendimiento: compilación vs interpretación.
Ejecución de programas en Python. El intérprete de Python.
Bibliotecas en Python.
Enlazado.
TEMA 7. Paralelismo
Niveles de paralelismo.
Tipos de arquitecturas de computadores.
Procesos e hilos. Programación multi-hilo
Procesadores multihilo simultáneo (SMT)
Procesadores multinúcleo
Instrucciones vectoriales (SIMD)
Práctica 1. Introducción al shell de Linux. Instalación de paquetes
En esta práctica los alumnos se introducirán por primera vez en el shell de Linux, aprendiendo sus comandos básicos así como algunas formas de instalar nuevo software en Linux desde el shell.
Práctica 2. Control de versiones con Git
En esta práctica se introducirá a los alumnos en la gestión de versiones mediante la herramienta git, y su flujo de trabajo básico. Se pretende dotar a los alumnos de la destreza mínima para poder mantener un repositorio personal a modo de bitácora, en el que cada uno pueda llevar un registro de su trabajo autónomo en la parte práctica.
Práctica 3. Decodificación de ficheros. Representación de enteros y reales
En esta práctica se pretende conseguir que el alumno se familiarice con los sistemas de codificación más usuales para representar datos en un ordenador. Haciendo uso de la herramienta de Linux denominada Okteta, el alumno podrá examinar y modificar la codificación de distintos tipos de datos (enteros con y sin signo, reales, caracteres, imágenes, etc) y experimentar con ciertos conceptos básicos como el direccionamiento o desplazamiento dentro de un fichero. Todo ello servirá para reforzar los conceptos relacionados que se imparten durante las respectivas clases teóricas.
Práctica 4. Compilación y ejecución de programas.
Esta práctica está dedicada al estudio del proceso de generación de un programa ejecutable a partir de un programa especificado en un lenguaje de alto nivel. Más específicamente, ilustraremos dicho proceso mediante un ejemplo concreto, consistente en la sucesiva traducción de un pequeño programa escrito en C a, primero, el lenguaje ensamblador RISC-V, y finalmente al código máquina correspondiente. Posteriormente, se mostrarán los aspectos básicos de la arquitectura del procesador mediante la ejecución controlada de un sencillo programa en ensamblador RISC-V mediante el simulador RIPES, al tiempo que se observa el contenido de los registros del procesador y la memoria, las direcciones de memoria de las diferentes variables, etc.
Práctica 5. Manejo del sistema de ficheros en el shell de Linux
En esta práctica se persigue familiarizar a los alumnos con el uso básico de los comandos del shell Linux relacionados con el manejo del sistema de ficheros y las búsquedas. También se introducirán los aspectos básicos sobre las variables de entorno más destacables (PATH, HOME, etc), el uso de comodines, rutas absolutas y relativas, uso del tabulador y búsqueda en el historial de órdenes.
Práctica 6. Memoria caché
En esta práctica, los alumnos utilizarán el simulador RIPES para visualizar el funcionamiento de las memorias caché, observando los aciertos y fallos de caché que se producen como resultado de los accesos a memoria producidos durante la ejecución de programas sencillos en lenguaje ensamblador de RISC-V.
Práctica 7. Procesos en el shell de Linux. Redirección, tuberías y filtros
En esta práctica se continuará profundizando en el uso del shell de Linux, esta vez con énfasis en el lanzamiento de procesos, su gestión y monitorización, los conceptos de entrada y salida estándar y de error de un proceso y las posibilidades de redirección de las mismas. Posteriormente, los alumnos aprenderán a formar secuencias de comandos entubados sencillas mediante las que establecer comunicación entre diferentes procesos con el fin de llevar a cabo tareas de búsqueda/procesamiento de información progresivamente más complejas mediante comandos del shell.
La Universidad Politécnica de Cartagena considera como uno de sus principios básicos y objetivos fundamentales la promoción de la mejora continua de las condiciones de trabajo y estudio de toda la Comunidad Universitaria. Este compromiso con la prevención y las responsabilidades que se derivan atañe a todos los niveles que integran la Universidad: órganos de gobierno, equipo de dirección, personal docente e investigador, personal de administración y servicios y estudiantes. El Servicio de Prevención de Riesgos Laborales de la UPCT ha elaborado un "Manual de acogida al estudiante en materia de prevención de riesgos" que puedes encontrar en el Aula Virtual, y en el que encontraras instrucciones y recomendaciones acerca de cómo actuar de forma correcta, desde el punto de vista de la prevención (seguridad, ergonomía, etc.), cuando desarrolles cualquier tipo de actividad en la Universidad. También encontrarás recomendaciones sobre cómo proceder en caso de emergencia o que se produzca algún incidente. En especial, cuando realices prácticas docentes en laboratorios, talleres o trabajo de campo, debes seguir todas las instrucciones del profesorado, que es la persona responsable de tu seguridad y salud durante su realización. Consúltale todas las dudas que te surjan y no pongas en riesgo tu seguridad ni la de tus compañeros.
Part 1. Introduction to computer systems
Part 2. Internal representation of information
Part 3. Programming languages
Part 4. Computer architecture
Part 5. Operating systems
Part 6. Compilation and interpretation. Libraries
Part 7. Parallelism
Exposición teórica: Exposición de los contenidos teóricos de la asignatura por parte del profesor. También se contemplan las sesiones informativas sobre el desarrollo del trabajo de fin de grado o prácticas externas.
Clase de exposición de material teórico de la asignatura.
28
100
Prácticas de laboratorio: Ejercicios y resolución de problemas, aprendizaje orientado a proyectos, estudio de casos, exposición y discusión de trabajos, simulaciones y/o prácticas con ordenadores, generalmente desarrolladas en grupos reducidos.
Realización de sesiones prácticas en laboratorio.
24
100
Trabajo autónomo del alumno: Estudio y preparación de contenidos teórico-prácticos, trabajo individual consistente en lecturas, búsquedas de información, sistematización de contenidos, elaboración de informes o estudio para la elaboración de casos entre otras actividades.
Estudio de contenidos teóricos, realización de supuestos prácticos y compleción de boletines de prácticas.
90
0
Tutorías formativas y resolución de dudas: Asistencia individualizada -tutorías individuales- o en grupo -tutorías colectivas- a los estudiantes por parte del profesor.
Tutorías para resolución de dudas.
3
100
Evaluación: Pruebas individuales, ya sean escritas, orales o con medios informáticos, donde el estudiante demostrará los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos durante las actividades formativas asociadas a la enseñanza de la materia.
Exámenes para la parte teórica y práctica de la asignatura.
5
100
Exámenes individuales: Pruebas objetivas, de desarrollo, de respuesta corta, de ejecución de tareas o de escala de actitudes, realizadas por los estudiantes para mostrar los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos ya sea de forma oral, escrita o utilizando un ordenador.
Este examen constará de preguntas tipo test, preguntas cortas y problemas de los temas de teoría. Se valorará la corrección de los resultados, la capacidad para demostrar el razonamiento de la solución del problema y la claridad de la exposición de los resultados.
El peso del examen de teoría será el mismo (50% de la nota final) tanto en la convocatoria ordinaria como en las convocatorias extraordinarias.
Tanto la parte de teoría como la de práctica deben aprobarse por separado. Las calificaciones de las partes que estén aprobadas se conservarán hasta la convocatoria de julio de ese curso académico.
Un alumno obtendrá la calificación de "Suspenso" siempre que se haya presentado y no haya superado una de las dos partes (teoría o práctica) de la asignatura en una determinada convocatoria. La calificación numérica en este caso será el mínimo entre la media de las notas obtenidas y 4. En caso contrario se le considerará "No presentado" si no se ha presentado a alguna de las partes.
50 %
Procedimientos de observación del trabajo del estudiante: Registros de participación, de realización de actividades, cumplimiento de plazos, participación en foros, informes de seguimiento del trabajo fin de grado y registros sobre el desarrollo de las prácticas externas.
Estos ejercicios se entregarán mediante contribuciones periódicas a través del repositorio git que cada alumno debe haber compartido con los profesores de la asignatura, e incluirá entre otros los ejercicios propuestos al final de cada boletín de prácticas. La entrega por parte del alumno se hará de forma individual. Aquellos alumnos que superen satisfactoriamente el 80% de las entregas de ejercicios propuestas obtendrán un punto de la calificación de la asignatura. En caso de no lograrse dicho porcentaje de éxito, la puntuación obtenida será 0. El alumno sólo podrá entregar estos ejercicios mientras se imparte la asignatura (convocatoria de Enero).
En convocatorias extraordinarias (Mayo/Junio), dicho 10% de la nota estará incluida en la prueba práctica, de modo que esta supondrá un 50% de la nota final (frente al 40% en la convocatoria de Enero) En el caso de aquellos alumnos que se acojan a lo dispuesto en el artículo 86 del Reglamento de Evaluación de Estudiantes (REVA), los estudiantes que, por circunstancias sobrevenidas, debidamente justificadas, no puedan optar a este punto por evaluación continua, dicho 10% de la nota estará incluido en el examen final práctico (que de nuevo supondrá un 50% de la nota final, en vez del 40% cuando se opta a evaluación continua).
10 %
Informe técnico. En este instrumento incluimos los resultados de actividades prácticas, o de laboratorio, junto con sus memorias descriptivas y posibles resúmenes del estado del arte sobre temas concretos. La opción de realizar entrevistas personales o presentaciones de los trabajos realizados también entran en esta categoría.
Prueba de la parte práctica. Esta prueba consistirá en la realización delante del ordenador de tareas similares a las realizadas en los boletines de prácticas.
Las prácticas tienen un peso del 50% en la nota global. En la convocatoria ordinaria, la nota de la prueba práctica supondrá un 40% de la nota global y la nota de la evaluación continua un 10% de la nota global. En las convocatorias extraordinarias, la nota de la prueba práctica supondrá el 50% de la nota final.
40 %
Exámenes individuales: Pruebas objetivas, de desarrollo, de respuesta corta, de ejecución de tareas o de escala de actitudes, realizadas por los estudiantes para mostrar los conocimientos teóricos y prácticos adquiridos ya sea de forma oral, escrita o utilizando un ordenador.
Este examen constará de preguntas tipo test, preguntas cortas y problemas de los temas de teoría. Se valorará la corrección de los resultados, la capacidad para demostrar el razonamiento de la solución del problema y la claridad de la exposición de los resultados.
El peso del examen de teoría será el mismo (50% de la nota final) tanto en la convocatoria ordinaria como en las convocatorias extraordinarias.
Tanto la parte de teoría como la de práctica deben aprobarse por separado. Las calificaciones de las partes que estén aprobadas se conservarán hasta la convocatoria de julio de ese curso académico.
Un alumno obtendrá la calificación de "Suspenso" siempre que se haya presentado y no haya superado una de las dos partes (teoría o práctica) de la asignatura en una determinada convocatoria. La calificación numérica en este caso será el mínimo entre la media de las notas obtenidas y 4. En caso contrario se le considerará "No presentado" si no se ha presentado a alguna de las partes.
50 %
Informe técnico. En este instrumento incluimos los resultados de actividades prácticas, o de laboratorio, junto con sus memorias descriptivas y posibles resúmenes del estado del arte sobre temas concretos. La opción de realizar entrevistas personales o presentaciones de los trabajos realizados también entran en esta categoría.
Prueba de la parte práctica. Esta prueba consistirá en la realización delante del ordenador de tareas similares a las realizadas en los boletines de prácticas.
Las prácticas tienen un peso del 50% en la nota global. En la convocatoria ordinaria, la nota de la prueba práctica supondrá un 40% de la nota global y la nota de la evaluación continua un 10% de la nota global. En las convocatorias extraordinarias, la nota de la prueba práctica supondrá el 50% de la nota final.
50 %
El artículo 8.6 del Reglamento de Evaluación de Estudiantes (REVA) prevé: "Salvo en el caso de actividades definidas como obligatorias en la guía docente, si el o la estudiante no puede seguir el proceso de evaluación continua por circunstancias sobrevenidas debidamente justificadas, tendrá derecho a realizar una prueba global".
Autor: Patterson, David A.
Título: Estructura y diseño de computadores: la interfaz hardware/software /
Editorial:
Fecha Publicación:
ISBN: 9788429194180|
Autor: Bryant, Randal
Título: Computer systems: a programmer's perspective
Editorial: Pearson
Fecha Publicación: 2015
ISBN: 1292101768
Autor: Silberschatz, Abraham
Título: Operating system concepts
Editorial: John Wiley & Sonss
Fecha Publicación: 2019
ISBN: 9781119454083
Autor: Stallings, William.
Título: Organización y arquitectura de computadores /
Editorial:
Fecha Publicación:
ISBN: 9788483228586
Autor: Tanenbaum, Andrew S.
Título: Sistemas operativos modernos /
Editorial:
Fecha Publicación:
ISBN: 9786074424614
- Material de teoría de la asignatura Fundamentos de Computadores. Dpto. Electrónica, Tecnología de Computadoras y Proyectos, Universidad Politécnica de Cartagena, 2023