introduccion sistemas digitales
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os sistemas digitales son los elementos básicos quepermiten construir ordenadores y todo tipo de aparatoselectrónicos presentes en nuestra vida cotidianaTRANSCRIPT
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10.0. IntroducciIntroduccin a la asignaturan a la asignatura
Oliverio J. Santana Jaria
Sistemas DigitalesIngeniera Tcnica en Informtica de Sistemas
Curso 2006 2007
Introduccin a la asignatura 2
IntroducciIntroduccinn Los sistemas digitales son los elementos bsicos que
permiten construir ordenadores y todo tipo de aparatos
electrnicos presentes en nuestra vida cotidiana
El diseo de sistemas digitales auna abstracciones
algebricas y de lgica binaria
En esta asignatura se proporcionan los conocimientos
bsicos necesarios para comprender los sistemas
digitales y los procedimientos usados para su diseo
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2Introduccin a la asignatura 3
IntroducciIntroduccinn Sistemas Digitales es una de las principales diferencias
entre la Ingeniera Tcnica de Sistemas y la de Gestin
Se trata de una asignatura eminentemente prctica:
estudiarse la teora de memoria es intil
El contenido de la asignatura no presenta complejidad
alguna:
Paso a paso, el temario de la asignatura introduce al
alumno en los procedimientos cada vez ms complejos
para el anlisis y diseo de Sistemas Digitales
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Introduccin a la asignatura 4
IntroducciIntroduccinn Es crucial seguir cada uno de los pasos dados durante
el desarrollo del temario, ya que el resultado final es
demasiado complejo para abordarlo directamente
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3Introduccin a la asignatura 5
Estructura del temaEstructura del tema Introduccin
Contenido de la asignatura
Contenido terico
Prcticas en laboratorio
Contexto de la asignatura
Metodologa docente
Profesorado
Metodologa terica
Funcionamiento del laboratorio
Evaluacin
Bibliografa y otros recursos disponibles
Introduccin a la asignatura 6
Sistemas DigitalesSistemas Digitales rea de Conocimiento: Arquitectura y Tecnologa de
Computadores
Titulacin: Ingeniero Tcnico en
Informtica de Sistemas
Curso: Primer Curso
Primer Cuatrimestre
Tipo: Troncal
Crditos: 7,5
Crditos tericos: 4,5 (45 horas 3 horas semanales)
Crditos prcticos: 3 (30 horas 2 horas semanales)
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4Introduccin a la asignatura 7
Contenido teContenido tericorico Representacin de la informacin en sistemas digitales
Definicin de magnitud digital
Importancia de los sistemas digitales
El sistema de numeracin binario
Sistemas de numeracin posicionales
Representacin de nmeros enteros
Representacin de nmeros en coma flotante
Aritmtica binaria
Introduccin a la asignatura 8
Contenido teContenido tericorico Lgica binaria
Puertas lgicas
lgebra de Boole
Relacin entre la lgica binaria y los circuitos digitales
Diseo de circuitos combinacionales
El mtodo de simplificacin de Karnaugh
El mtodo de simplificacin de Quine-McCluskey
Eliminacin de riesgos estticos
Diseo con puertas NAND y NOR
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5Introduccin a la asignatura 9
Contenido teContenido tericorico Componentes combinacionales bsicos
Circuitos aritmticos
Decodificadores y multiplexores
Otros componentes combinacionales
Circuitos secuenciales
Circuitos biestables
Procedimiento de anlisis y diseo de sistemas secuenciales
Componentes bsicos de memorizacin
Camino de datos y unidad de control
Introduccin a la asignatura 10
PrPrcticas en laboratoriocticas en laboratorio Aprender a manejar con destreza una herramienta
profesional utilizada para el anlisis y el diseo de
sistemas digitales: Xilinx Foundation
Diseo de circuitos
Simulacin y anlisis
Depuracin de errores
Estudio de retardos
Adquirir la capacidad de disear un sistema digital
complejo formado por un camino de datos y una
unidad de control
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6Introduccin a la asignatura 11
Estructura del temaEstructura del tema Introduccin
Contenido de la asignatura
Contenido terico
Prcticas en laboratorio
Contexto de la asignatura
Metodologa docente
Profesorado
Metodologa terica
Funcionamiento del laboratorio
Evaluacin
Bibliografa y otros recursos disponibles
Introduccin a la asignatura 12
Arquitectura y TecnologArquitectura y Tecnologa de Computadoresa de Computadores
Sistemas Digitales es la primera toma de contacto de
los alumnos de informtica con el rea de Arquitectura
y Tecnologa de Computadores
Al finalizar las asignaturas de este rea, el alumno
tendr un conocimiento claro de cmo se disea y
como funciona un procesador
Los arquitectos de computadores tienen muchas salidas
laborales interesantes en Espaa y el extranjero
Por estos motivos, es importante poner empeo en el
estudio de esta asignatura para asentar unos buenos
cimientos que permitan encarar el futuro
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7Introduccin a la asignatura 13
Fundamentos de ComputadoresFundamentos de Computadores Impartida en el segundo cuatrimestre del primer curso
Presenta los componentes de un computador y la forma
en que se organizan estos componentes para permitir la
ejecucin de programas
Describe los elementos bsicos de la arquitectura del
repertorio de instrucciones de un procesador
Programacin en lenguaje ensamblador
Relacin entre la ejecucin de las instrucciones en
ensamblador y los elementos del procesador
Evaluar las alternativas de diseo, as como el
rendimiento de los computadores
Introduccin a la asignatura 14
TecnologTecnologa de Computadoresa de Computadores Impartida en el primer cuatrimestre del segundo curso
Esta asignatura describe los componentes electrnicos
bsicos utilizados para disear sistemas digitales
El alumno aprender a utilizar estos dispositivos
electrnicos bsicos e interpretar el funcionamiento de
circuitos completos construidos con estos elementos
Finalmente, el alumno ser capaz de disear una puerta
lgica utilizando elementos electrnicos bsicos como
diodos y transistores
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8Introduccin a la asignatura 15
Estructura de ComputadoresEstructura de Computadores Impartida en el primer cuatrimestre del segundo curso
La estructura de computadores tiene como principal
objetivo el estudio de los niveles intermedios entre la
lgica digital y el lenguaje mquina
Procesadores segmentados
Jerarqua de memoria
Sistema de entrada/salida
Introduccin a la arquitectura de computadores
En general, esta asignatura proporciona al alumno los
conceptos bsicos que debe poseer para conocer y
comprender cmo estn organizados los computadores
Introduccin a la asignatura 16
Buses y PerifBuses y Perifricosricos Impartida en el primer cuatrimestre del tercer curso
Esta asignatura proporciona al alumno conocimientos
sobre la organizacin de un computador real,
describiendo los componentes de una placa
La asignatura describe el funcionamiento de los
distintos tipos de perifrico existentes (entrada, salida,
almacenamiento) y de los controladores que realizan
su manejo
Tambin se describen los buses utilizados para realizar
las interconexiones y la temporizacin de las seales
dentro de ellos
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9Introduccin a la asignatura 17
Arquitectura de ComputadoresArquitectura de Computadores Impartida en el primer cuatrimestre del cuarto curso de
la Ingeniera en Informtica
Los arquitectos de computadores son los responsables
finales del diseo de los procesadores, decidiendo
aspectos tanto relativos al lenguaje mquina como a la
estructura de los componentes
Esta asignatura describe las tcnicas utilizadas para
obtener altas prestaciones en los procesadores actuales,
permitiendo que el alumno conozca y comprenda los
principios bsicos de su funcionamiento
Introduccin a la asignatura 18
Posibilidades de futuroPosibilidades de futuro Doctorado en Arquitectura y Tecnologa de
Computadores
Proyecto de final de carrera
Becas de 1000 mensuales durante cuatro aos
Posibilidad de realizar viajes y estancias en el extranjero
Oportunidades de trabajo para doctores en Arquitectura
de Computadores
Docencia
Centros de investigacin nacionales
Centros de investigacin extranjeros
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Introduccin a la asignatura 19
Estructura del temaEstructura del tema Introduccin
Contenido de la asignatura
Contenido terico
Prcticas en laboratorio
Contexto de la asignatura
Metodologa docente
Profesorado
Metodologa terica
Funcionamiento del laboratorio
Evaluacin
Bibliografa y otros recursos disponibles
Introduccin a la asignatura 20
ProfesoradoProfesoradoOliverio J. Santana Jaria
Seminario 5 (mdulo 3, planta 2)
Tfno: 928 458745
email: [email protected]
Tutoras: Lunes 10:30 12:30
Martes 8:30 10:30
Martes 11:30 12:30
Jueves 8:30 10:30
Carmelo Cuenca Hernndez
Despacho 2-13 (mdulo 3, planta 2)
Tfno: 928 458737
email: [email protected]
Tutoras: Martes 10:00 14:00
Mircoles 10:00 12:00
Francisca Quintana Domnguez
Despacho 2-12 (mdulo 3, planta 2)
Tfno: 928 458736
email: [email protected]
Tutoras: Lunes 9:30 12:30
Mircoles 10:30 12:30
Viernes 10:30 11:30
scar Dniz Surez
Seminario 5 (mdulo 3, planta 2)
Tfno: 928 458745
email: [email protected]
Tutoras: Lunes 10:30 12:30
Martes 9:30 12:30
Mircoles 10:30 11:30
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Introduccin a la asignatura 21
MetodologMetodologa tea tericarica Los conceptos tericos se expondrn en clases
magistrales en aula con el apoyo de pizarra y
transparencias
En la medida de lo posible se tratar de involucrar al
alumno en el desarrollo y razonamiento de los temas
tericos
Una parte importante de las clases se dedicar a la
resolucin de ejercicios con una participacin activa
por parte de los alumnos
Introduccin a la asignatura 22
Funcionamiento del laboratorioFuncionamiento del laboratorio El alumno interactuar con una herramienta de anlisis
y diseo de sistemas digitales, aplicando los conceptos
aprendidos en las clases tericas
A lo largo del curso se realizarn seis prcticas, cada
una de las cuales ser descrita por un profesor en la
primera sesin de laboratorio asignada a la prctica
En todo momento habr dos profesores disponibles en
el laboratorio para controlar la evolucin de los
alumnos y aclarar todas las dudas que puedan surgir
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Introduccin a la asignatura 23
Funcionamiento del laboratorioFuncionamiento del laboratorio Las prcticas son individuales
La asistencia a las prcticas es obligatoria y, por tanto,
se realiza el control de la misma
Las prcticas estn descritas en el libro de prcticas de
la asignatura, que puede descargarse de la web
El guin de cada prctica debe leerse de antemano, es
decir, antes de la sesin correspondiente y nunca en el
propio laboratorio
Introduccin a la asignatura 24
Funcionamiento del laboratorioFuncionamiento del laboratorio De cara a mantener una atmsfera de trabajo durante
las sesiones de laboratorio es necesario establecer
algunas normas bsicas de comportamiento
Es imprescindible ser puntual
Se prohbe utilizar otras aplicaciones distintas de las
que se necesitan para realizar la prctica
Es obligatorio tener impreso el guin de la prctica
correspondiente al llegar al laboratorio
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Introduccin a la asignatura 25
Funcionamiento del laboratorioFuncionamiento del laboratorio Las sesiones de laboratorio son semanales y tienen una
duracin de dos horas
Existen cuatro horarios posibles
Martes 12:30 14:30
Mircoles 8:30 10:30
Mircoles 10:30 12:30
Mircoles 12:30 14:30
Para evitar la masificacin de un grupo y garantizar
que los profesores podrn atender adecuadamente a
los alumnos, slo se abrirn 25 plazas por grupo y se
aadirn nuevas plazas cuando todos estn llenos
Introduccin a la asignatura 26
EvaluaciEvaluacinn El 80% de la nota final corresponde a la parte terica de
la asignatura, que se evaluar por medio del examen de
convocatoria
El 20% de la nota final corresponde a la parte prctica
de la asignatura, que se evaluar por medio de un
examen separado realizado junto con el de convocatoria
Es obligatorio obtener una calificacin mnima de 5 en
cada una de las partes para superar la asignatura
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Introduccin a la asignatura 27
EvaluaciEvaluacinn En el laboratorio se da al alumno la posibilidad de
defender personalmente cada una de las seis prcticas
durante las sesiones de laboratorio
Las dos primeras prcticas tendrn un peso del 10%
en la nota final de prcticas, mientras que las cuatro
restantes tendrn un peso del 20%
El alumno que apruebe todas las prcticas por este
mtodo evitar enfrentarse al examen final de prcticas,
que resulta ms complicado por realizarse en papel
Introduccin a la asignatura 28
EvaluaciEvaluacinn El hecho de terminar una prctica correctamente y
solicitar su defensa al profesor implica una nota mnima
de 2
El resto de la nota depender de dar respuestas
correctas a las preguntas que realice el profesor
Las defensas de prcticas se realizarn nica y
exclusivamente en el laboratorio, dando prioridad a
las prcticas ms recientes sobre las ms antiguas
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Introduccin a la asignatura 29
Estructura del temaEstructura del tema Introduccin
Contenido de la asignatura
Contenido terico
Prcticas en laboratorio
Contexto de la asignatura
Metodologa docente
Profesorado
Metodologa terica
Funcionamiento del laboratorio
Evaluacin
Bibliografa y otros recursos disponibles
Introduccin a la asignatura 30
BibliografBibliografa ba bsicasica Estos dos libros constituyen la bibliografa bsica de la
asignatura y son suficientes para seguir su contenido
Fundamentos de Sistemas Digitales
Thomas L. Floyd
Editorial Prentice Hall (7 edicin)
ISBN: 84-205-2994-X
Principios de Diseo Digital
Daniel D. Gajski
Editorial Prentice Hall (1 edicin)
ISBN: 84-8322-004-0
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Introduccin a la asignatura 31
BibliografBibliografa adicionala adicional Es muy recomendable consultar otros libros para buscar
informacin adicional y ejercicios que resolver
Sistemas Electrnicos Digitales
Enrique Mandado
Editorial Marcombo (8 edicin)
ISBN: 84-267-1170-7
Manual de Prcticas de Electrnica Digital
Enrique Mandado
Editorial Marcombo (2 edicin)
ISBN: 84-267-0687-8
Principios Digitales
Roger L. Tokheim
Editorial McGraw Hill (3 edicin)
ISBN: 84-481-1737-9
Diseo Digital, Principios y Prcticas
John F. Wakerly
Editorial Prentice Hall (3 edicin)
ISBN: 970-17-0404-5
Introduccin a la asignatura 32
Recursos Recursos webweb La pgina web de la asignatura contiene documentacin
de inters para los alumnos
Transparencias de las clases tericas
Libro de prcticas
Exmenes de otros aos
La pgina web es accesible para todos los alumnos
matriculados usando el entorno Moodle proporcionado
por el Campus Virtual ULPGC
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Introduccin a la asignatura 33
Recursos humanosRecursos humanos
Es importante que los alumnos se den cuenta de que los
profesores son el recurso ms importante que tienen a
su disposicin para aprender y superar la asignatura
Participar y preguntar dudas en clase
Preguntar dudas en el laboratorio
Preguntar dudas por correo electrnico
Utilizar los foros y herramientas proporcionados por Moodle
Hacer uso de los horarios de tutora