Syllabus Diseño de Computadoras 2015
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Este documento presenta la descripción de un curso de Diseño de Computadoras dictado en la Pontificia Universidad Católica del Ecuador. El curso introduce conceptos sobre la estructura lógica de los procesadores y su organización interna. Se desarrolla de forma teórico-práctica combinando clases, laboratorios y proyectos. El objetivo es que los estudiantes comprendan el diseño microelectrónico de computadores basados en microprocesadores.
Syllabus Diseño de Computadoras 2015
- 1. Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra 1. DATOS INFORMATIVOS ESCUELA: INGENIERÍA CARRERA: SISTEMAS Asignatura/Módulo: DISEÑO DE COMPUTADORAS Código: IN0023 Plan de estudios: INS01 Nivel: TERCERO Prerrequisitos LÓGICA DIFUSA Y APLICACIONES LÓGICAS, ELECTROLOGÍA Y CIRCUITOS LÓGICOS Correquisitos: Período académico: Abril - Julio 2015 N° Créditos: 4 DOCENTE. Nombre: Luis David Narváez Grado académico o título profesional: Ingeniero en Electrónica y Redes de Comunicación Breve reseña de la actividad académica y/o profesional: Docente de la PUCESI desde el año 2013, dictando la cátedra de Matemática en la Escuela de Negocios y Comercio Internacional, Diseño de Computadores y Redes en la Escuela de Ingeniería. Estudiante de la Maestría en Tecnologías y Práctica Docente. Docente invitado de la Universidad Técnica del Norte desde el 2012 dictando materias del Área de Ingeniería en Ciencias Aplicadas. Investigador y Desarrollador de Proyectos de Matemática y Electrónica Aplicada. Indicación de horario de atención al estudiante: Tutoría Presencial: En acuerdo con los estudiantes Tutoría Virtual: En acuerdo con los estudiantes Teléfono: 0993010456 Email: ldnarvaez@pucesi.edu.ec 2. DESCRIPCIÓN DEL CURSO Esta asignatura introduce al estudiante al conocimiento del Hardware de un procesador. Los conceptos que se presentan apuntan a la formación de diseñador de Sistemas Microprocesados de su estructura y sus posibilidades. Se apunta a comprender la estructura lógica de un procesador de propósitos generales mirado como un sistema de compuertas lógicas, circuitos lógicos y transporte de señales lógicas. Estos conceptos introducen a la organización del hardware y a comprender la maquina como un autómata capaz de interpretar un lenguaje reconociendo y ejecutando órdenes. La asignatura se desarrolla en un entorno flexible que combina clases teóricas y prácticas, proporcionando al alumno el material necesario (especificaciones, entorno de diseño, etc.) para el desarrollo de la asignatura de forma guiada y autónoma.
- 2. Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra 3. OBJETIVO GENERAL El objetivo fundamental de la asignatura es proporcionar al alumno conocimientos y experiencias en el diseño microelectrónico de computadores basados en microprocesadores y microcontroladores. Para ello, la asignatura tiene un carácter eminentemente práctico y se articula en torno al diseño por parte del alumno de un microprocesador RISC. 3.1. COMPETENCIAS GENÉRICAS DE LA PUCE-SI Capacidad de abstracción, análisis y síntesis. Capacidad para identificar, plantear y resolver problemas. Capacidad para tomar decisiones. Conocimientos sobre el área de estudio y la profesión. Capacidad para actuar en nuevas situaciones. 3.2. COMPETENCIAS ESPECÍFICAS DE LA CARRERA Analizar las distintas alternativas para resolver problemas informáticos.
- 3. Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra 4. RESULTADOS DE APRENDIZAJE Al finalizar el curso, el/a estudiante estará en capacidad de Nivel de desarrollo de los resultados de aprendizaje Inicial / Medio / Alto Manipular los diferentes módulos de hardware de un Microcontrolador en base a programación en Lenguaje C Medio Crear una Interfaz Gráfica amigable al usuario mediante comunicación serial RS232. Alto Crear un prototipo aplicado a la automatización de un proceso específico. (Domótica, Comunicaciones) Alto
- 4. Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra 5. RELACIÓN CONTENIDOS, ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS Y RESULTADOS DE APRENDIZAJE CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) SEMANA N° HORAS TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A ESTUDIANTE ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJE RESULTADOS DE APRENDIZAJE RECURSOS EVIDENCIAS CLASES TUTOTRÍAS Actividades N°dehoras Descripción Valoración Teóricas Prácticas Presenciales Virtuales UNIDAD 1: APLICACIONES DE LOS MICROCOMPUTADORES Control de Entradas y Salidas Digitales 1 2 2 1 1 Realizar aplicaciones prácticas de cada módulo del Microcontrolador 4 Exposición del Docente. Laboratorio de Trabajo en Grupo. Manipular los diferentes módulos de hardware de un Microcontrolador en base a programación en Lenguaje C Laboratorio. Proyector. Libro. Pizarra. Aula Virtual. Informe de Práctica. Manejo de Señales Digitales 1 Manejo de Visualizadores de 7 Segmentos 1 2 2 1 1 Informe de Práctica. Visualización de Datos 1 Visualización de datos en Pantallas LCD y GLCD 2 2 2 1 1 4 Representación de Caracteres en Matriz de LEDS. 2 2 2 1 1 4 Informe de Práctica. Tratamiento de Señales Análogas 1 Control de Interrupciones y Temporizadores 3 2 2 1 1 4 Procesamiento digital de Señales - ADC 3 2 2 1 1 4 Evaluación de la Propuesta de un Aplicativo 5 Propuesta de un aplicativo de manejo de los diferentes módulos de un microcomputador de 8 bits. 4 2 2 1 1 4
- 5. Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) SEMANA N° HORAS TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A ESTUDIANTE ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJE RESULTADOS DE APRENDIZAJE RECURSOS EVIDENCIAS CLASES TUTOTRÍAS Actividades N°dehoras Descripción Valoración Teóricas Prácticas Presenciales Virtuales UNIDAD 2: MÓDULO COMUNICACIONES USART Periférico y registros asociados. Módulo USART en C. Comunicación Micro – PC Comunicación Micro – Micro. 5 6 4 4 1 1 Realizar aplicaciones prácticas de Comunicación Serial 8 Exposición del Docente. Laboratorio de Trabajo en Grupo Crear una Interfaz Gráfica amigable al usuario mediante comunicación serial RS232. Laboratorio. Proyector. Libro. Pizarra. Aula Virtual. Informe de Práctica. Comunicación Serial 1 Informe de Práctica. Interfaz Gráfica con Programación Visual 1 Manejo de Interfaz Gráfica con Programación Visual (.NET) 7 2 2 1 1 4 Informe de Práctica. Manejo de Interfaz Gráfica con Programación en Base a Bloques 1 Manejo de Interfaz Gráfica con Programación en Base a Bloques (Labview) 8 2 2 1 1 4 Evaluación de Interfaces Gráficas 4 CONSIGNACIÓN DE LA PRIMERA PARCIAL 8 0 0 0 0 Sumatoria Prácticas 6 Sumatoria Evaluaciones 9 Total Primer Parcial 15
- 6. Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) SEMANA N° HORAS TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A ESTUDIANTE ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJE RESULTADOS DE APRENDIZAJE RECURSOS EVIDENCIAS CLASES TUTOTRÍAS Actividades N°dehoras Descripción Valoración Teóricas Prácticas Presenciales Virtuales UNIDAD 3: PLATAFORMA OPEN SOURCE ARDUINO Introducción al Sistema Arduino Programación Compilación 9 2 2 1 1 Manejar las E/S digitales mediante aplicaciones prácticas 4 Exposición del Docente. Laboratorio de Trabajo en Grupo. Manipular los diferentes módulos de hardware de un Microcontrolador en base a programación en Lenguaje C Laboratorio. Proyector. Libro. Pizarra. Aula Virtual. Informe de Práctica. Entradas y Salidas Digitales 0,5 Manejo de Entradas Digitales. Procesamiento de entrada, almacenamiento y salida. 10 2 2 1 1 4 Informe de Práctica. Interfaz PC Control de Señales Digitales 0,5 UNIDAD 4: ARDUINO Y VISUALIZADORES, LCD y GLCD Displays de 7 segmentos. Multiplexación de Displays 11 12 3 3 1 1 Manipular señales PWM de un Microcomputador 6 Exposición del Docente. Laboratorio de Trabajo en Grupo Manipular los diferentes módulos de hardware de un Microcontrolador en base a programación en Lenguaje C Laboratorio. Proyector. Libro. Pizarra. Aula Virtual. Informe de Práctica. Displays 7 segmentos 0,5 Pantalla Alfanumérica LCD. Pantalla Gráfica GLCD 12 13 3 3 1 1 6 Informe de Práctica. Pantallas LCD 0,5 Informe de Práctica. Interfaz PC y Visualizadores 0,5 Evaluación Introducción Arduino 4
- 7. Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) SEMANA N° HORAS TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A ESTUDIANTE ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJE RESULTADOS DE APRENDIZAJE RECURSOS EVIDENCIAS CLASES TUTOTRÍAS Actividades N°dehoras Descripción Valoración Teóricas Prácticas Presenciales Virtuales UNIDAD 5: MÓDULO AVANZADOS ARDUINO Proceso de Conversión ADC Módulo AD en C. Visualización en Displays. Visualización en LCD. 14 2 2 1 1 Realizar aplicaciones prácticas de Comunicación Serial 4 Exposición del Docente. Laboratorio de Trabajo en Grupo Crear una Interfaz Gráfica amigable al usuario mediante comunicación serial RS232. Laboratorio. Proyector. Libro. Pizarra. Aula Virtual. Informe de Práctica. Proceso ADC 0,5 Informe de Práctica. Proceso PWM 0,5 Módulo PWM Control de Iluminación 15 2 2 1 1 4 Informe de Práctica. Interfaz Gráfica Control de ADC y PWM 0,5 UNIDAD 9: APLICATIVO SISTEMA EMBEBIDO Diseño de Prototipo orientado a Domótica o Comunicaciones 16 2 2 1 1 Manipular el software de Diseño de PCB´s 4 Exposición del Docente. Laboratorio de Trabajo en Grupo Crear un prototipo aplicado a la automatización de un proceso específico. (Domótica, Comunicaciones) Laboratorio. Proyector. Libro. Pizarra. Aula Virtual. Informe Técnico. Prototipo Aplicado 3 Evaluación Módulos Avanzados Arduino 4 CONSIGNACIÓN DE LA SEGUNDA PARCIAL 16 0 0 0 0 Sumatoria Prácticas 7 Sumatoria Evaluaciones 8 Total Segunda Parcial 15
- 8. Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra CONTENIDOS (UNIDADES Y TEMAS) SEMANA N° HORAS TRABAJO AUTÓNOMO DEL/A ESTUDIANTE ESTRATEGIAS DE ENSEÑANZA - APRENDIZAJE RESULTADOS DE APRENDIZAJE RECURSOS EVIDENCIAS CLASES TUTOTRÍAS Actividades N°dehoras Descripción Valoración Teóricas Prácticas Presenciales Virtuales Examen Final Examen Final 20 TOTAL SEMESTRE Total Primera Parcial 15 Total Segunda Parcial 15 TOTAL 20
- 9. Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra 6. METODOLOGÍA El desarrollo de la asignatura estará esencialmente a cargo del profesor que expondrá la materia. El alumno deberá estudiar antes de cada sesión, realizar las prácticas de programación y simulación en clase, las mismas que se complementaran con las tareas. La presentación de trabajos prácticos, como exposiciones individuales y en grupo, ejemplos de aplicaciones, solución de pruebas y retos. RECURSOS Información bibliográfica Deberes, talleres Desarrollo de ejercicios propios orientados a la temática Ayuda del computador e internet Aulas virtuales Laboratorio de computación, pizarrón, proyector 7. EVALUACIÓN TIPO DE EVALUACIÓN CRONOGRAMA CALIFICACIÓN 1. PARCIAL 01 de junio 2014 15 2. PARCIAL 24 de julio 2014 15 EXÁMEN FINAL 31 de agosto 2014 20 8. BIBLIOGRAFÍA a. BÁSICA Bibliografía (basarse en normas APA) ¿Disponible en Biblioteca a la fecha? No. Ejemplares (si está disponible) Floyd, T. (2006). Fundamentos de sistemas digitales. Madrid: Pearson Educación S.A. SI 621.381/F669f/2006 4 b. COMPLEMENTARIA Bibliografía (basarse en normas APA) ¿Disponible en Biblioteca a la fecha? No. Ejemplares (si está disponible) Hennessy, J. & Patterson, D. (2011). Organización y diseño de computadores: la interfaz hardware-software. Barcelona: Editorial Reverté S.A. SI 004.22/P277e 1
- 10. Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra c. RECOMENDADA Bibliografía (basarse en normas APA) ¿Disponible en Biblioteca a la fecha? No. Ejemplares (si está disponible) Morris, M. (1983). Arquitectura de Computadores. México: Ediciones Prentice Hall. SI 001.606/M831 1 d. BIBLIOGRAFÍA VIRTUAL www.reverte.com/microsites/pattersonhennessy http://picmania.garcia-cuervo.net/ __________________ f) Docente Revisado por: _______________________ f) Director Escuela o Fecha: ____________ Coordinador Académico Aprobado por: _______________________ f) Dirección Académica Fecha: ____________