Grau en International Computer Engineering La Salle Campus Barcelona

Grau en International Computer Engineering

El Grau en Enginyeria Informàtica de La Salle és l'únic programa de grau a Barcelona que et proporcionarà les habilitats i el coneixement per donar resposta a les necessitats internacionals del sector de la informàtica i dels negocis.

Introducció als ordinadors

Tornar al pla d'estudis

Descripció: 

Amb aquest temari, es pretén iniciar a l'alumne en el disseny i anàlisi dels sistemes digitals. Aprendre l'arquitectura i el funcionament elemental d'un computador tot entenent quines són les seves parts bàsiques.

A través de la representació binària de la informació, l'àlgebra de Boole, els sistemes combinatoris, aritmètics, memoritzar la informació en un sistema digital i una introducció als sistemes seqüencials, per a la implementació de les unitats de control dels ordinadors i sistemes digitals complexes en general, constituint una base fundacional per a matèries posteriors en l'àmbit d'arquitectura de computadors dins del pla d'estudis.

Tipus assignatura
Primer - Obligatoria
Semestre
Anual
Curs
1
Crèdits
9.00

Professors Titulars

Josep Majoral Julió
Professor/a

Professors Docents

Josep Majoral Julió
Coneixements previs: 

Cap

Objectius: 

L'assignatura té com a objectiu proporcionar a l'estudiant una base sòlida en els fonaments de l'àlgebra lineal, desenvolupant la capacitat de comprendre i utilitzar estructures lògiques aplicades a la resolució de problemes.

Entre les coneixements i habilitats que adquireixen tenim:

  • 1. Adquirir els coneixements de tot el mon digital i dels seus components així com la forma de dissenyar sistemes digitals a partir de l´enunciat d´un problema en termesreals, per a la pràctica de connexió de sistemes, avaluació de la resposta dels diferents elements, senyals i components.
  • 2. Dissenyar i utilitzar sistemes, components, processos o experiments per aconseguir els requisits establerts i analitzar i interpretar els resultats obtinguts.
  • 3. Identificar, formular i resoldre problemes de base tecnològica que requereixin un sistema digital per obtenir una solució en un entorn multidisciplinari de manera individual o com a membre d´un equip.
  • 4. Utilitzar les tècniques i noves eines de disseny de sistemes, ja sigui com un procés de treball o metodologia a tenir en compte per fer un sistema des del seu inici fins que comença a funcionar. Les eines més utilitzades són les de simulació de sistemes.

Continguts: 

  1. Part I. Àlgebra de Boole
    1. Tema 1. Sistemes de representació numèrica (6 sessions)
      1. Sistemes numèrics
      2. Codis binaris
      3. Codis alfanumèrics
      4. Codis de detecció d'errors
      5. Representació de nombres amb signe
      6. Representació en Ca2
    2. Tema 2. Àlgebra booleana i portes lògiques (7 sessions)
      1. Àlgebra booleana
      2. Funcions booleanes
      3. Taules de Veritat
      4. Operacions booleanes
      5. Formes canòniques
      6. Teoremes booleans
      7. Disseny i implementació de sistemes amb portes lògiques
      8. Llenguatge VHDL. Exemples
      9. Descripció de sistemes amb portes lògiques mitjançant VHDL
    3. Tema 3. Circuits lògics combinatoris (8 sessions)
      1. Simplificació de funcions per mapes de Karnaugh
      2. Funcions incompletes
      3. Exercicis de disseny
  2. Part II. Sistemes combinatoris
    1. Tema 4. Aritmètica binària (7 sessions)
      1. Suma aritmètica en binari natural
      2. Resta aritmètica en binari natural
      3. Producte aritmètic en binari natural
      4. Operacions aritmètiques en binari natural
      5. Exemples i exercicis de disseny amb operacions aritmètiques en binari natural
      6. Aritmètica en Ca2
      7. Exemples i exercicis de disseny amb operacions aritmètiques amb signe
      8. Aritmètica en VHDL
    2. Tema 5. Blocs funcionals combinatoris (10 sessions)
      1. Característiques dels senyals d'entrada i sortida dels blocs funcionals
      2. Codificadors
      3. Descodificadors
      4. Multiplexors
      5. Comparadors
      6. Aplicacions amb blocs funcionals
  3. Part III. Elements de memòria elemental i registres
    1. Tema 6. Elements de memorització, registres i comptadors (21 sessions)
      1. Introducció als elements de memòria. Classificació dels sistemes seqüencials
      2. Biestables R-S, D i D amb entrades R-S asíncrones
      3. Biestables en VHDL
      4. Els registres i les seves característiques
      5. Registres EP/SP
      6. Registres amb desplaçament sèrie: ES/SS, ES/SP i EP/SS
      7. Registres comercials
      8. Disseny dels senyals de control en registres
      9. Problemes de disseny amb registres
      10. Registres en VHDL
      11. Introducció als comptadors
      12. Disseny de comptadors síncrons
      13. Ampliació de la capacitat de comptatge
      14. Comptadors en VHDL
    2. Tema 7. Introducció als sistemes seqüencials (7 sessions)
      1. Introducció als sistemes seqüencials
      2. Definició de màquines d'estats
      3. Disseny de màquines d'estats
      4. Implementació de màquines d'estats
      5. Màquines d'estats en VHDL
  4. Part IV. Sistemes seqüencial síncrons
    1. Tema 8. Sistemes seqüencials I (6 sessions)
      1. Disseny de sistemes seqüencials síncrons amb maquinari addicional
    2. Tema 9. Memòries (5 sessions)
      1. Tipus de memòries
      2. Memòries d'accés aleatori: RAM i ROM
      3. Memòries d'accés seqüencial: LIFO i FIFO
      4. Memòries d'accés per contingut: CAM
      5. Exercicis
    3. Tema 10. Sistemes seqüencials II (9 sessions)
      1. Disseny de sistemes seqüencials síncrons amb memòries

Metodologia: 

L'assignatura estructura el seu aprenentatge des del punt de vista pedagògic, en quatre nivells, mirant d'alinear-se amb la teoria del Dr. Norman Webb sobre els quatre nivells de la profunditat del coneixement (Depth of Knowledge DoK):

1. Recordar: teoria de l'assignatura

2. Habilitat/concepte: simular individualment els nostres dissenys

3. Pensament estratègic: dissenyar esquemes de circuits segons uns requeriments

4. Pensament ampliat: pràctica individual d'integració dels conceptes apresos

La metodologia utilitzada a l'assignatura d'Introducció als ordinadors combina les classes magistrals amb les classes amb metodologies actives, així com un nombre elevat d'exercicis d'avaluació continuada que l'alumne ha d'anar resolent sol o de forma cooperativa amb els companys o l'equip docent de l'assignatura. Els continguts adquirits en les classes presencials es reforcen amb la realització de pràctiques en grups, que es van entregant durant el curs. En aquesta assignatura s'utilitza la plataforma eStudy com a mitjà de comunicació entre l'alumne i el professor. En aquesta plataforma es van publicant els materials que es van necessitant al llarg del curs(manuals, propostes d´exercicis, enunciats d´exàmens, continguts de suport, etc.).

Avaluació: 

AVALUACIÓ DE L'ASSIGNATURA

L'avaluació de l'assignatura s'organitza en quatre quarts (Qi) i es realitza mitjançant un sistema que combina la teoria, amb avaluació continua (ACQi) complementada amb un exàmen final individual (EFQi) i la pràctia (Pi), desenvolupada en grups amb entrevista individual.

NOTA FINAL DE L'ASSIGNATURA

Surt de 70% TEOFINAL(>=5) + 30% PRACFINAL(>=5) 

AVALUACIÓ DE LA TEORIA

Per cada quart (Qi), l'avaluació de la teoria s'obté amb exercicis (EAC) a cada tema dintre de l'avaluació continuada (ACQi) i els exàmens a final de quart (EFQi).

ACQ1 = 0,2 · EACT1 + 0,4 · EACT2 + 0,4 · EACT3;        ACQ2 = 0,5 · EACT4 + 0,5 EACT5

ACQ3 = 0,55 · EACT6 + 0,45 · EACT7;                          ACQ4 = 0,4 · EACT8 + 0,2 · EACT9 + 0,4 · EACT10

TEOQi = MAX(EFQi, 0,7 · EFQi + 0,3 · ACQi)

Si TEOFINAL = 0,2 · TEOQ1 + 0,2 · TEOQ2 + 0,2 · TEOQ3 + 0,4 · TEOQ4 >= 5, la teoria està aprovada pel curs actual.

AVALUACIÓ DE LES PRÀCTIQUES

Al llarg del curs es realitzaran quatre pràctiques. La nota final de pràctiques (PRACTFINAL ) s'obtindrà de la mitja ponderada de les qualificacions de les pràctiques (QPi), d'acord a la següent fórmula:

Si PRACTFINAL = 0,1 · QP1 + 0,3 · QP2 + 0,2 · QP3 + 0,4 · QP4 >= 5, les pràctiques estan aprovades pel curs actual.

RECUPERACIÓ DE JULIOL

Cas de no assolir la qualificació de 5 a TEOFINAL o a PRACFINAL, caldrà recuperar-la a la convocatòria extraordinària de Juliol

Criteris avaluació: 

Es valorarà:

CA.1 Els coneixements bàsics de tecnologia digital i dels seus components així com la forma de dissenyar sistemes digitals.

CA.2 El disseny i ús de sistemes, components, processos o experiments per aconseguir els requisits establerts i analitzar i interpretar els resultats obtinguts.

CA.3 La identificació, formulació i resolució de problemes de base tecnològica que requereixen un sistema digital.

CA.4 L'ús de les tècniques i eines de disseny de sistemes per desenvolupament des del seu inici fins que comencin a funcionar.

CA.5 Els coneixements en l’ús d’eines de simulació de sistemes digitals.

CA.6 La comprensió de l’arquitectura d’un ordinador personal i el coneixement i saber utilitzar-lo en un entorn de projectes d’enginyeria.

CA.7 El saber dissenyar circuits electrònics digitals combinacionals i seqüencials, incloent la programació mitjançant llenguatges de descripció de hardware.

Bibliografia bàsica: 

Professors d'IO (2024) Apunts d'Introducció als Ordinadors. Enginyeria La Salle - Universitat Ramon Llull

Angulo, J. M. (1991) Electrónica Digital Moderna. Teoría y Práctica. 12ª Edición Corregida y Ampliada. Madrid. Editorial Paraninfo S.A.

Material complementari: 

Enoch O. Hwang, (2005). Digital Logic and Microprocessor Design With VHDL. CL Engineering

Palaniappan, R. (2011). Digital systems design. Bookboon

Roth Jr, C. H., & Kinney, L. L. (2013). Fundamentals of logic design. Nelson Education