Generador-corrector de problemas de la Unidad de Control

442Recursos docentesse quedaba corta, principalmente por lainteracción con el usuario, en la que el estudianteera un receptor pasivo del comportamiento de uni8088 simplificado.Se observó, también, que los alumnos teníanproblemas a la hora de desarrollar loscronogramas de ejecución de las instrucciones quese les proponían, y además, el número deejercicios corregidos les resultaban escasos.Es por ello, por lo que se desarrolló laaplicación Previuc, en la que el alumno podríaparametrizar el computador elemental, entrevarias opciones, y ejercitarse en el cálculo de loscronogramas de ejecución para diferentesinstrucciones con distintos modos dedireccionamiento; sabiendo, que la aplicación leindicaría los errores que pudiera cometer.resolver los distintos ejercicios de manerainteractiva, indicándole la aplicación si hacometido algún error o si es correcto.5.1. El asistente para la creación de máquinasLa aplicación cuenta con un asistente para lacreación de diferentes computadores elementalescon el que el usuario puede decidir que elementosquiere y cuales no en el diseño final de suarquitectura.La aplicación comienza con dicho asistente,tal y como se muestra en la figura 1.4. Descripción de las asignaturasLa asignatura de Arquitectura de Computadores,de la titulación de I. T. Informática de Gestión yde la de Arquitectura de Computadores I de I. T.Informática de Ssstemas de la Universidad deAlcalá, se recogen en el B.O.E. del 24 de mayode 1995 [6].A partir del descriptor de la asignatura, eltema de la unidad de control ocupa 8 horas declase, y en él se ven los siguientes conceptos:1. Operaciones elementales.2. Estructura de un computador elemental.3. Señales de control.4. Temporización de las señales de control.5. Ejecución de instrucciones.6. Diseño de la unidad de control.7. Unidad de control cableada.8. Unidad de control microprogramada.9. Microprogramación y nanoprogramación.Figura 1.Asistente para la creación delcomputador.Cuando se desea crear una máquina nuevasobre la que ejecutar instrucciones, se nospresentan diferentes opciones, recogidas en lasfiguras siguientes, desde la elección de si el bus esmultiplexado para datos y direcciones, o se cuentacon un bus diferente para estos (figura 2)La aplicación Previuc abarca los puntos 1 a 5.5. PreviucLa aplicación Previuc presenta de manera visual laejecución de instrucciones elegidas por el alumno,en un computador elemental, también diseñadopor el alumno. Además, permite al estudiante

XIII Jornadas de Enseñanza Universitaria de la Informática 443Figura 2.Elección del tipo de bus.Posteriormente se permite al usuario laelección de si el banco de registros contará con unpuerto de entrada y uno de salida o con uno deentrada y dos de salida (figura 3)Figura 4.Elección de la unidad dedireccionamiento.Finalmente, se presentan una serie deopciones adicionales para ver si los buses secomunican, o a qué entrada de la ALU se puedeconectar el contador de programa (figura 5)Figura 3.Elección del banco de registros.El siguiente paso es decidir si la unidad dedireccionamiento contará con la posibilidad deautoincremento o se deberá pasar por la ALU paraactualizar el valor del contador de programa.Dicha elección se muestra en la figura 4.Figura 5.Opciones adicionales.Si en los 4 pasos anteriores, el usuario hacreado una maquina incoherente, la aplicacióngenerará el computador sin errores queimposibiliten la ejecución de instrucciones.

444Recursos docentesUn ejemplo del computador elementalgenerado con las opciones anteriores se muestraen la figura siguienteLa manera de indicar la solución del ejercicio es irintroduciendo las señales y los valores de éstas encada uno de los periodos de ejecución de lainstrucción (figuras 9 y 10)Figura 6.Computador elemental generado.Una vez generada la máquina elemental, elprograma pregunta al usuario por la instrucciónque desea ejecutar (figura 7)Figura 9.Introducción de los periodos.Figura 7.Solicitud de la instrucción a ejecutar.Con la máquina ya terminada y con lainstrucción y el modo de direccionamientoelegidos por el usuario, ya permitiría al usuarioresolver el cronograma de ejecución (figura 8)Figura 10. Introducción de las señales de cadaperiodo de ejecución.La descripción de lo que hace cada periodo semuestra en la ventana inferior, la del historial, taly como muestra la figura 11.Figura 11. Historial de la ejecución de lainstrucción.Figura 8.Resolución del cronograma.

XIII Jornadas de Enseñanza Universitaria de la Informática 445El estudiante puede pedir ver la soluciónentera, o la solución de un determinado periodo ycomprobar si lo ha resuelto, o no, correctamente.Los errores se muestran en rojo y la solución dealumno en verde. En la figura 12, los errores sehan remarcado con un círculo.deberá elegir la opción de “Recuperar instrucciónincompleta” (figura 14)Figura 13. Solución del programa Previuc.Al recuperar una instrucción incompleta, elprograma le mostrará las instrucciones que hadejado a medias en otras sesiones. Entre ellas elestudiante podrá elegir con cual continuar,simplemente, marcándola de la lista.Figura 12. Errores en la solución del alumno.El alumno puede solicitar en cualquiermomento la solución de un periodo o la solucióncompleta y la aplicación se la daría. Elcronograma de la solución de la instrucción delejemplo: ADD BL, Vector [SI[ se muestra en lafigura 13.La aplicación también permite dejar laresolución del ejercicio para más adelante, con loque el alumno tiene que guardar el estado actualdel mismo. De hecho, guardaría la arquitecturagenerada y las fases que ha resuelto hasta elmomento. De esa manera, al iniciar la aplicaciónnuevamente, en la pantalla del asistente, el usuarioFigura 14. Recuperación de instruccionesincompletas.

446Recursos docentesFinalmente, para el modo tutorial, la opciónde la aplicación es desde el asistente escoger“Recuperar instrucción completada” (figura 15)direccionamiento (entre los disponibles) para queel profesor evalúe si está empleando el recursodocente de manera correcta o no.Finalmente, y una vez comprobado que elestudiante no tiene problemas con la aplicación, sele puede dejar sólo resolviendo tantos ejercicioscomo él desee de manera totalmente autónonoma.7. ConclusionesSe ha desarrollado una aplicación que permite alestudiante suplir la falta de ejercicios resueltos deltema de la Unidad de Control. Por lo que se esperaque en el próximo cuatrimestre la puedan emplearen sus estudios.No obstante, los autores consideramos que enun futuro se podría desarrollar la mismaaplicación, pero para la Web, de manera que seaaccesible a todos los estudiantes, incluso, desdesus domicilios y puestos de trabajo.Figura 15. Recuperación de instruccionescompletadas.Una vez que se recupera una instruccióncompletada, se pueden ver los periodos de los queconstó su ejecución, las señales generadas, sucronograma y la explicación del mismo en laventana del historial.6. Sugerencias docentesEs aconsejable que al estudiante se le entregue elprograma Previuc junto con una guíametodológica para su aplicación.En dicha guía se le debe indicar cómo seconstruye uno de los posibles computadoreselementales y las opciones que va a tenerdisponibles.También se le debe solicitar la ejecución yentrega impresa de los cronogramas de dos o tresinstrucciones con diferentes modos deReferencias[1] Britton, Robert L. MIPS AssemblyLanguaje Programming. Prentice Hall, 2004.[2] Boehm, Erich. DLX Distribution Homepage.http://www.wuwien.ac.at/usr/h93/h9301726/dlx.html, 1996.[3] Simuproc. http://simuproc.softonic.com/[4] Concheiro, Raquel ; Loureiro, Marta;Amor, Margarita y González, Patricia.Simula3MS: simulador pedagógico de unprocesador. JENUI’05[5] De Diego Martínez, Rubén. MSX88: UnaHerramienta para la Enseñanza de laEstructura y Funcionamiento de losOrdenadores. URSI’94[6] B.O.E. del 24 de mayo de 1995.[7] Patterson, D. A., Patterson J. L. Estructuray diseño de computadores. Reverté 2000