VIII Jornadas de Enseñanza Universitaria de la Informática Cáceres ...

asignatura Introducción a la Informática, deprimer curso, donde se introducen conceptos muyelementales acerca del funcionamiento de loscomputadores. Por tanto, la enseñanza del juegode instrucciones del procesador y, por ende, elaprendizaje del lenguaje ensamblador forma parteimportante de los contenidos de EO.Hasta el curso pasado el microprocesadorelegido (desde hace 10 años) para las prácticas erael MC68000, uno de los exponentes más elegantesde la arquitectura CISC. Por muchas razones éstees uno de los procesadores más utilizados en laenseñanza de la Arquitectura de Computadores ysobre el que se han escrito más libros, aunque estámuy alejado de los procesadores seminales de lasactuales arquitecturas superescalares. Lasprácticas se realizaban sobre un sistema dedesarrollo que sólo podía ser utilizado en ellaboratorio, con un entorno de trabajo bastantetedioso, y sin la posibilidad de que el alumnopudiera utilizarlo en su casa.Cada sesión de prácticas se organizaba de lasiguiente forma: comenzaba con una largaexplicación por parte del profesor, donde seintroducían muchos conceptos nuevos y se fijabanlos objetivos de la práctica. Estos objetivos eranclaros, pero muy ambiciosos, y requerían que elalumno, por un lado, prestara mucha atencióndurante la explicación realizada por el profesor, ypor otro, antes de empezar con el desarrollo de lapráctica, realizara un concienzudo estudio delenunciado de ésta, donde se incluía una brevedescripción de los conceptos anteriormenteexplicados. Ambas tareas ocupaban una parteimportante de la sesión, dando lugar a que elalumno dispusiese de muy poco tiempo paradesarrollar los problemas propuestos en lapráctica. Además, y aunque las prácticas estabandiseñadas en orden creciente de complejidad,desde la primera práctica el alumno tenía queenfrentarse al análisis y diseño de un programa enensamblador más o menos complejo, condeclaración de datos en memoria, instrucciones dedistinto tipo y diversos modos dedireccionamiento. Esta última circunstancia se dahabitualmente en la enseñanza del lenguajeensamblador en las universidades antesanalizadas.Todo lo anterior nos llevó a plantearnos unaalternativa que hiciera más sencillo y cómodo parael alumno conseguir los objetivos quepretendíamos para estas prácticas. Esta debíabasarse en un conjunto de condiciones inicialesque facilitaran la obtención de nuestros objetivosy que resumimos a continuación:1. Sencillez de la arquitectura del procesador.2. Abstracción de un procesador real másavanzado.3. Sencillez de uso del simulador.4. Posibilidad de seguir las prácticas en casa.5. Posibilidad de autoaprendizaje.6. No obligatoriedad de asistencia con horariofijo.7. Ritmo de aprendizaje personalizado.Para alcanzar la primera condición se haelegido el procesador MIPS R2000, y enparticular una abstracción no segmentada de ésteque evita las dificultades asociadas a su estructuray los problemas de su programación real [14].Este procesador es de tipo RISC, por lo tanto conun conjunto de instrucciones sencillo y modos dedireccionamiento reducidos. Sin embargo, estaelección permitirá en cursos más avanzados el usodel mismo procesador, o similar, sin las actualessimplificaciones [9,11], con lo que alcanzamos lasegunda condición.Las condiciones 3 y 4 se consiguen medianteel uso del simulador SPIM, en particular suversión gráfica XSPIM, desarrollado por James R.Larus de la Universidad de Wisconsin, quefunciona tanto en plataformas Linux comoDOS/Windows [12]. Se trata de un simuladorintegrado, donde toda la información está visibleen todo momento, y muy fácil de utilizar. En lasúltimas versiones (a partir de la 6.3) tiene laposibilidad de mostrar las dificultades deprogramación del MPIS R2000 segmentado con laintroducción de cargas y saltos retardados(delayed load y delayed branch). Además, graciasa que se trata de un simulador de libre distribucióny multiplataforma, el alumno puede utilizarlo encasa.Las tres últimas condiciones se consiguengracias a la planificación y desarrollo del materialde prácticas. El contenido de las sesiones delaboratorio debe diseñarse para que introduzcanen cada una de ellas nuevos conceptos, cada vezmás complejos a medida que avanza el curso, y enlas que deben utilizarse los conceptos vistos en lassesiones anteriores. La Figura 1 muestra de dentrohacia fuera el contenido de las sesiones prácticasprogramadas en la asignatura.