La Aritmética del Computador en el Diseño Curricular

Abstract

El procesador, la entrada/salida y la memoria son las tres unidades funcionales clásicas establecidas en la denominada máquina de von Neumann. Dentro del procesador, los operadores digitales encargados de realizar las operaciones aritméticas (suma, resta, etc) y lógicas (and, or, etc) quedan englobadas en la denominada Unidad Aritmético-Lógica (ALU). El estudio de este conjunto de circuitos se cubre a lo largo de distintos temas en las asignaturas de Estructura y Arquitectura del Computador. El enfoque típico utilizado se centra en la implementación de los operadores a nivel de puertas, para posteriormente pasar a describir el funcionamiento del mismo. Este enfoque es de gran ayuda para el aprendizaje y asentamiento de las bases teóricas. Sin embargo, es necesario utilizar nuevos enfoques tales como los simuladores de circuitos y el lenguaje ensamblador, para que el alumno tenga una visión global y aplicada de la ALU y conozca la interfaz entre el hardware y el software. Organizar todas estas herramientas a lo largo de dos asignaturas de diferentes cursos es complicado. En este trabajo, se describe la organización de las enseñanzas relativas a la aritmética del computador en las asignaturas de Estructuras de Computadores en los estudios de Informática de la Universidad Politécnica de Valencia, y se presentan distintas alternativas ortogonales para abordar el estudio de la ALU. Para ello, se describe brevemente para cada curso, qué bloques temáticos abarca y qué tipo de prácticas se pueden realizar. También se discuten las ventajas y limitaciones de cada tipo de prácticas en función de la herramienta utilizada.