G4011104 - Sistemas Dixitais (Enxeñaría de Computadores) - Curso 2013/2014

Información

• Créditos ECTS
• Créditos ECTS: 6.00
• Total: 6.0
• Horas ECTS
• Clase Expositiva: 15.00
• Clase Interactiva Laboratorio: 35.00
• Horas de Titorías: 1.00
• Total: 51.0

Outros Datos

• Tipo: Materia Ordinaria Grao RD 1393/2007
• Departamentos: Electrónica e Computación
• Áreas: Arquitectura e Tecnoloxía de Computadores
• Centro: Escola Técnica Superior de Enxeñaría
• Convocatoria: 1º Semestre de Titulacións de Grao/Máster
• Docencia e Matrícula: Primeiro Curso (1º 1ª vez)

Profesores

Nome	Coordinador
ANTELO SUAREZ, ELISARDO.	NON
Blanco Heras, Dora.	SI

Horarios

Nome	Tipo Grupo	Tipo Docencia	Horario Clase	Horario exames
Grupo CLE01	Ordinario	Clase Expositiva	SI	SI
Grupo CLIL_01	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	SI
Grupo CLIL_02	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	SI
Grupo CLIL_03	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	SI
Grupo CLIL_04	Ordinario	Clase Interactiva Laboratorio	SI	SI
Grupo TI-ECTS01	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS02	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS03	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS04	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS05	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS06	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS07	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON
Grupo TI-ECTS08	Ordinario	Horas de Titorías	NON	NON

Programa

Existen programas da materia para os seguintes idiomas:

Castelán

Galego

Inglés

Obxectivos da materia
Esta é unha materia que no plan de estudos clasifícase como vinculada a unha materia básica da rama de enxeñería informática. Trátase dunha materia introductoria no contexto da titulación e a primeira do módulo Enxeñería de Computadores que cursan os alumnos. O obxectivo básico é achegar coñecementos básicos e habilidades de deseño para estudar outras materias do módulo. Estudaranse as bases matemáticas, os dispositivos electrónicos e os procesos involucrados no deseño de sistemas dixitais, e que sentarán as bases para o estudo do computador como sistema dixital que o alumno verá máis adiante en diferentes materias.
Contidos
BLOQUE I. INTRODUCIÓN
Tema 0. Introdución da disciplina
Obxectivos xenerais da disciplina Sistemas Dixitais. Contexto da materia no plan de estudos. Breve explicación do programa da materia.

Este tema é importante para entender como se desenvolverá a materia durante o curso para así saber organizarse desde o principio. E para coñecer a súa utilidade.

?Tema 1. Introdución aos sistemas dixitais
Conceptos de sistema dixital combinacional e secuencial. Deseño e análise estruturada de sistemas dixitais. O computador desde a perspectiva estrutural. Computadores Von Neumann.

Neste tema explícanse conceptos introductorios sinxelos pero fundamentais para entender o resto da materia. É importante para saber que se estuda na materia.

Tema 2. Sistemas de numeración, aritmética e códigos
Sistemas de representación numérica de números enteiros. Conversión entre bases. Operacións aritméticas en binario. Códigos BCD, exceso a 3 e alfanuméricos. Códigos detectores e correctores de erro.

Neste tema trátase un elemento fundamental para poder deseñar un sistema dixital: como codificar a información e operar con esa codificación. Durante o curso necesitaranse continuamente estes coñecementos.

BLOQUE II: SISTEMAS DIXITAIS COMBINACIONALES

Tema 3. Análise e síntese de circuítos lóxicos combinacionales
Operacións lóxicas básicas. Principios do álxebra de Boole. Portas lóxicas. Funcións de conmutación. Síntese de circuítos lóxicos combinacionales. Simplificación de funcións de conmutación.

Neste tema preséntanse os elementos básicos e ferramentas matemáticas para poder construír calquera función dixital e facelo do modo máis sinxelo posible. Sen dominar este tema é imposible superar os seguintes.

Tema 4. Lóxica combinacional modular
Deseño e utilización de módulos combinacionales básicos: Codificadores e decodificadores. Conversores de código. Multiplexores e demultiplexores. Circuítos aritméticos e lóxicos: comparadores, sumadores/restadores. ALU. Síntese de funcións mediante módulos combinacionales.

Este tema explica como deseñar e utilizar módulos combinacionales sinxelos a partir dos coñecementos desenvolvidos no tema anterior. É fundamental para aprender a utilizar bloques combinacionales eficientemente en deseños de certa complexidade.

BLOQUE III. SISTEMAS DIXITAIS SECUENCIALES

Tema 5. Sistemas secuenciales
Concepto de estado. Diagrama de estados. Sistemas síncronos e asíncronos. Biestables. Modelos de sistemas secuenciales síncronos: máquinas de Mealy e de Moore. Sistemas síncronos incompletamente especificados. Procedemento de deseño e simplificación de sistemas secuenciales síncronos.

Este tema trata sobre o procedemento para deseñar sistemas secuenciales de modo sinxelo e eficiente. Hai que dominalo para saber deseñar calquera sistema secuencial.

Tema 6. Lóxica secuencial modular
Deseño de módulos secuenciales: Rexistros, Contadores, Xeradores de secuencias. Tipos básicos de memorias. Tipos de dispositivos lóxicos programables (PLDs): características.

Neste tema apréndese a identificar como sistemas secuenciales algúns circuítos coñecidos popularmente, a deseñalos a partir dos coñecementos do tema anterior, e a utilizalos en deseños máis complexos. Permite coñecer circuítos que se mencionarán e utilizarán continuamente durante o estudo da titulación.

Bibliografía básica e complementaria
Bibliografía
Toda a materia pódese seguir polos libros da bibliografía básica. En particular: Tema 1. Capítulos 1 de [Floyd, 00] e 0 de [Nelson, 96].
Tema 2. Capítulo 1 de [Nelson, 96].
Tema 3. Capítulo 2 de [Nelson, 96].
Tema 4. Capítulo 4 de [Nelson, 96].
Tema 5. Capítulos 9 de [Nelson, 96] y 7 de [Lloris, 03].
Tema 6. Capítulos 9 de [Nelson, 96] y 8 de [Lloris, 03].

Básica
[Nelson, 96] V. P. Nelson, H.T. Tagle, B.D. Carrol y J.D. Irwin. Análisis y diseño de circuitos digitales. Prentice-Hall hispanoamericana, 1996.
[Floyd, 00] T.L. Floyd. Digital Fundamentals. Séptima Edición. Prentice Hall, 2000.
[Lloris, 03] A. Lloris, A. Prieto y L. Parrilla. Sistemas digitales. McGraw-Hill, 2003.

Complementaria
[Mano, 00] M. Morris Mano, M., Kime, C.R. Fundamentos de Diseño Lógico de Computadoras, 2ª edición, Prentice-Hall, 2000. [Hermida, 98] R. Hermida, A. M. del Corral, E. Pastor y F. Sánchez. Fundamentos de Computadores, Síntesis, 1998.

Libros de problemas
[Baena, 97] C. Baena, M.J. Bellido, A.J. Molina, M.P. Parra y M. Valencia, Problemas de Circuitos Digitales. McGraw-Hill, 1997.
[Velasco, 95] J. Velasco Ballano y J. Otero Arias. Problemas de sistemas electrónicos digitales. Editorial Paraninfo, 1995.

Competencias
As competencias globais que o alumno adquirirá ao cursar esta materia desenvolven parcialmente as CG4, CG8 e CG9 e son as seguintes (ver páxinas 20-28 da Memoria GREI en www.usc.es/etse/info ):
Capacidade de análise e de síntese
Capacidade de organización e planificación
Comunicación do traballo realizado
Traballo en equipo
Razoamento crítico
Resolución de problemas

Tamén se desenvolven parcialmente as competencias TR1 y TR2 y FB3 y FB5.
Sistemas Dixitais é unha asignatura do Módulo de Enxeñería Informática (ver página 54 de Memoria GREI) y e desenvolve as seguintes competencias e resultados da aprendizaxe de dito módulo:
- Coñecer as bases matemáticas e os dispositivos electrónicos involucrados no deseño de sistemas dixitais e que sentarán las bases para o estudio do computador como sistema dixital que o alumno verá máis adiante en diferentes asignaturas.

Sistemas Dixitais é unha materia introductoria moi directamente relacionada con outra materia que se imparte tamén no primeiro cuadrimestre do primeiro curso: Matemática Discreta. Nesta última estúdanse ferramentas matemáticas como a álxebra de Boole ou os sistemas de numeración,... que resultan imprescindibles para o deseño de sistemas dixitais e que complementan as clases de Sistemas Dixitais.

Tamén durante o primeiro curso, pero no segundo cuadrimestre, estúdase Fundamentos de Computadores, que está baseada por completo nos coñecementos que se adquiren en Sistemas Dixitais. Nela dáse unha visión completa da arquitectura dun computador e do impacto da tecnoloxía sobre a arquitectura dun computador. Analízanse tamén en profundidade os módulos que o constitúen.


Metodoloxía da ensinanza
As clases divídense en clases maxistrais en grupo grande, clases en grupos reducidos (que se dedicarán á aprendizaxe baseada en problemas e a realizar prácticas de deseño e simulación de circuítos dixitais) e tutorías en grupos moi reducidos.

As clases maxistrais permiten canalizar a materia e guiar o seu estudo. Nelas explícase a dinámica de traballo e, en xeral, están destinadas á introdución dos fundamentos básicos asociados á materia, que se presentan en orde de complexidade crecente e utilizando como apoio a lousa e presentacións en soporte electrónico. Para cada tema indícase o material de apoio para que o alumno poida realizar un traballo de estudo autónomo fose do aula que lle permita avanzar a un ritmo adecuado na materia: material elaborado polo profesor, capítulos de libros da bibliografía, artigos científicos,... Non hai apuntes da asignatura.

As clases interactivas permiten afondar nos conceptos que se introducen nas clases de teoría, e facilitan a participación activa dos estudantes, tanto a través da interacción entre alumnos como entre os alumnos e o profesor. Permiten ao profesor detectar os puntos máis débiles nos coñecementos e habilidades dos alumnos para poder así superalos. Dedícanse á resolución de problemas e a realización de prácticas e test na aula de informática. Estas clases requiren un traballo previo fóra de aula. As prácticas consisten en realizar deseños. Estes serán realizados inicialmente en papel e a continuación pasarase á realización do deseño e simulación mediante unha ferramenta software de simulación de circuítos dixitais. A simulación de deseños mediante ferramentas software permite que, reproducindo o comportamento dos sistemas reais, en poucas horas de prácticas póidanse simular gran número de deseños de certa complexidade.

A través do espazo destinado para a materia no campus virtual da USC proporciónase o material de traballo. Deste xeito os alumnos teñen á súa disposición antes das clases en que se traballan, entre outro material, os enunciados de problemas e prácticas ademais das presentacións de introducción dos contidos teóricos que o profesor utilice nas clases expositivas.

Sistema de evaluación
REQUISITOS PARA APROBAR:
-Para aprobar a materia será imprescindible obter a mínima puntuación de aprobado tanto na parte de avaliación continua como na do exame.

A calificación se calcula do seguinte xeito:
-Un 60% da cualificación corresponde a avaliar mediante un único exame realizado ao final do cuadrimestre.
-O 40% restante da cualificación obtense da avaliación continua, da que soamente se pode realizar avaliación durante o cuadrimestre e antes do exame teórico e, polo tanto, da que non se pode realizar avaliación en xullo.

AVALIACIÓN CONTINUA: A avaliación continua abarca o traballo relacionado coas clases interactivas. Os problemas, os traballos e as prácticas da materia, que están incluídos nesta avaliación continua, soamente poderanse realizar, entregar e aprobar durante o cuadrimestre e avaliaranse segundo os seguintes criterios:

Para a avaliación continua durante o curso terase en conta o traballo presencial e persoal do alumno. Estableceranse datas límite para a realización dos traballos, problemas e prácticas propostos. No caso das prácticas o profesor proporá boletíns de prácticas durante o curso, que estarán dispoñibles no campus virtual. No momento de facelos públicos se fixará unha data límite de realización de cada boletín. O alumno terá que realzalas nas clases interactivas e co traballo fóra da aula que sexa necesario. A avaliación consistirá para o primeiro boletín en realizar un test de prácticas e para o resto dos boletíns en amosar o deseño e funcionamento das prácticas ao profesor.

Para aprobar a avaliación continua é obrigatorio cumprir:
- A asistencia a polo menos un 80% das sesións de docencia interactiva.
- Entregar os traballos e prácticas obrigatorios tengo a nota mínima de aprobado.
- Que polo menos o 75% dos traballos e prácticas obrigatorios entréguense dentro dos prazos establecidos.
O alumno que non cumpla estas condicións suspenderá a avaliación continua.

Non existe outra modalidade para aprobar a avaliación continua. Se o alumno a suspende non poderá superar esta parte da asignatura ata a seguinte convocatoria, é dicir, non poderá avaliarse de ela en Xullo.

AVALIACIÓN DA ASISTENCIA A CLASE
Para superar a avaliación continua se establecen criterios de asistencia ás clases interactivas de como mínimo un 80%. Se as faltas ás clases se producen por motivos xustificados e se acreditan debidamente, se poderá recuperar a clase asistindo se o profesor o autoriza ás clases interactivas de outro grupo de alumnos. E en caso de que esta solución non sexa posible, e a falta esté xustificada e acreditada, o alumno poderá avanzar o traballo pola súa conta fóra do horario de clases interactivas.

O control de asistencia ás clases interactivas o realizará o profesor mediante follas de firmas.

CONDICIÓN DE NON PRESENTADO
Se obterá a cualificación de “non presentado” cando se cumpra:
-Na parte de avaliación continua non ter asistido a máis da metade das sesións de prácticas nin ter entregado máis da metade dos traballos prácticos que se esixan durante ese curso académico e ademais non terse presentado ao exame.

ALUMNO REPETIDOR
O alumno que non curse a asignatura por primeira vez terá que cumprir cos devanditos requisitos. Se tivera aprobada a avaliación continua de connvocatorias anteriores, deberá porse en contacto co profesor antes da realización do exame de teoría.

CONDICIÓN DE CONSERVACIÓN DE NOTA ENTRE CONVOCATORIAS
-En caso de aprobar soamente a avaliación continua nas convocatorias en que alumno pode avalirarse de ela, o aprobado manterase coa mesma nota durante as convocatorias ás que ou alumno se presente nese mesmo curso académico e se poderá manter para as convocatorias seguintes previa consulta co profesor.

Tempo de estudo e traballo persoal
Para superar a materia se requeren 6 créditos de traballo por parte do alumno (ECTS). Considerando créditos de 25 horas, esto supon un total de 150 horas que se distribúen así:
•Clases maxistrais: 15 horas presenciais + 24,5 horas de estudio autónomo por parte do alumno
•Sesións de Prácticas en grupos reducidos: 25 horas presenciais de prácticas + 37,5 horas de traballo asociado ás prácticas o realización de traballos e resolución de problemas
•Resolución de problemas e seminarios en grupos reducidos: 10 horas presenciais + 15 horas de traballo por parte do alumno
•Tutorías en grupos reducidos: hasta un máximo de 3 horas presenciais.

Recomendacións para o estudo da materia
A constancia no estudo e o traballo así como unha escrupulosa preparación dos exercicios e prácticas son as claves para estudar a materia. É moi importante para que resulte sinxelo que o deseño de sistemas dixitais abórdese de forma continuada e gradual desde principio de curso. A realización concienzuda das prácticas de deseño e os problemas permitirán que os conceptos váianse afianzando e que se poidan abordar deseños cada vez máis complicados sen gran esforzo.