Arquitectura de Computadoras - EJE TEMÁTICO Nº 1
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Questions and Answers

¿Cuál es la función principal de un dispositivo de entrada?

Permitir al usuario ingresar información o comandos al sistema.

¿Qué características distinguen a los dispositivos de salida?

Solo sacan datos del sistema hacia el usuario y transforman datos digitales en información interpretable.

¿Qué ejemplo de dispositivo de entrada se utiliza para ingresar texto?

El teclado.

Menciona un dispositivo mixto y describe su función.

<p>La pantalla táctil, que muestra información y permite interactuar tocándola.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la diferencia entre un dispositivo de entrada y uno de salida?

<p>El dispositivo de entrada envía datos al sistema, mientras que el de salida saca datos del sistema hacia el usuario.</p> Signup and view all the answers

¿Qué función realiza una impresora multifunción en el contexto de dispositivos?

<p>Imprimir documentos (salida) y escanear (entrada).</p> Signup and view all the answers

¿Qué papel juegan los altavoces como dispositivos de salida?

<p>Reproducen sonidos y música para el usuario.</p> Signup and view all the answers

¿Por qué son importantes los dispositivos de entrada y salida en un sistema?

<p>Permiten la interacción entre el usuario y el sistema, facilitando la entrada de información y la salida de resultados.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es una instrucción en el contexto de un computador?

<p>Una instrucción es un código binario interpretado por el procesador que da lugar a una serie de operaciones elementales.</p> Signup and view all the answers

Explica brevemente la notación de Nivel de Transferencia de Registro (RTL).

<p>La notación RTL describe microoperaciones mediante expresiones que indican transferencias entre registros.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función del Contador de Programa (PC)?

<p>El PC contiene la dirección de memoria de la instrucción actual y se incrementa para apuntar a la siguiente.</p> Signup and view all the answers

Describe la función del Registro de Instrucción (IR).

<p>El IR contiene el valor binario de la instrucción en curso, que será decodificada y secuenciada por la Unidad de Control.</p> Signup and view all the answers

¿Qué son las microoperaciones y cómo se relacionan con el ciclo de reloj?

<p>Las microoperaciones son transferencias de datos o operaciones aritméticas que se realizan en un solo ciclo de reloj.</p> Signup and view all the answers

Define el propósito del Puntero de Pila (SP) en un procesador.

<p>El SP apunta a la dirección tope de la pila en memoria, lo cual es crucial en la ejecución de subrutinas e interrupciones.</p> Signup and view all the answers

Describe la función del Registro de Datos (MBR).

<p>El MBR almacena el dato que debe ser escrito en memoria o que se ha leído de ésta.</p> Signup and view all the answers

¿Qué son las interrupciones y cuál es su función en la CPU?

<p>Las interrupciones son mecanismos que permiten alterar el procesamiento normal de la CPU para manejar eventos importantes.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de la interfaz externa en una computadora?

<p>Facilitar el intercambio de datos entre la CPU y los dispositivos periféricos.</p> Signup and view all the answers

¿Qué papel juega el control de flujo en una interfaz externa?

<p>Gestiona la sincronización de la transmisión de datos para evitar pérdidas de información.</p> Signup and view all the answers

¿Qué son los puertos físicos en el contexto de las interfaces externas?

<p>Son conexiones físicas como puertos USB, HDMI y Ethernet que permiten la conexión de dispositivos.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se diferencian las interfaces paralelas de las seriales?

<p>Las paralelas envían múltiples bits simultáneamente, mientras que las seriales envían un bit a la vez.</p> Signup and view all the answers

Menciona dos ejemplos de interfaces seriales y una característica de cada una.

<p>USB, que permite la conexión de dispositivos como teclados y ratones; InfiniBand, que se utiliza para conexiones de alta velocidad.</p> Signup and view all the answers

¿Qué función tienen los controladores en las interfaces externas?

<p>Gestionan cómo se transmiten los datos a través de las interfaces.</p> Signup and view all the answers

¿Qué significan los protocolos de comunicación en el uso de interfaces externas?

<p>Definen las reglas para la transmisión de datos entre la CPU y los dispositivos externos.</p> Signup and view all the answers

¿Qué función cumple la ALU dentro de un computador?

<p>Realiza operaciones aritméticas y lógicas con los datos.</p> Signup and view all the answers

¿Qué función desempeña la ALU en un computador?

<p>La ALU se encarga de procesar datos y devolver los resultados generando indicadores sobre la operación realizada.</p> Signup and view all the answers

¿Qué indica el indicador de acarreo (C) en una operación aritmética?

<p>El indicador de acarreo (C) se activa si hay un acarreo al sumar dos números, indicando que la suma ha excedido la capacidad de representación del sistema.</p> Signup and view all the answers

¿En qué condiciones se puede producir un overflow durante una suma?

<p>El overflow ocurre cuando se suman dos números con el mismo signo que resulta en un número con signo diferente, es decir, se excede la capacidad de representación.</p> Signup and view all the answers

Define la capacidad de representación en un sistema de 5 bits.

<p>La capacidad de representación en un sistema de 5 bits es de 32 números, que van desde 0 hasta 31.</p> Signup and view all the answers

¿Qué se entiende por 'precisión' en un sistema numérico?

<p>La precisión es la mínima diferencia entre un número representable y el siguiente, determinando la finura con la que se pueden representar los valores.</p> Signup and view all the answers

Describe el rango de un sistema binario que utiliza 5 dígitos.

<p>El rango de un sistema binario de 5 dígitos es de 0 a 31, donde 0 representa 00000 y 31 representa 11111.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la función de las instrucciones en el contexto de una CPU?

<p>Las instrucciones son la unidad mínima que indica a la CPU qué operación debe realizar con los datos.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se relacionan los indicadores S y Z con el resultado de una operación en la ALU?

<p>El indicador S indica si el resultado es negativo (S=1), mientras que el indicador Z señala si el resultado es cero (Z=1).</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se define el direccionamiento indirecto con registro?

<p>Es un modo que utiliza el contenido de un registro para referenciar una celda de memoria, permitiendo acceder a datos sin especificar la dirección directamente.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es el direccionamiento con desplazamiento y cómo se compone?

<p>Es un modo que combina el direccionamiento directo e indirecto, donde la dirección efectiva se obtiene sumando un valor base con el contenido de un registro.</p> Signup and view all the answers

Nombra y describe las tres versiones del direccionamiento con desplazamiento.

<p>Las versiones son relativo, con registro base e indexado; cada una permite diferentes formas de calcular la dirección efectiva.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es una pila en el contexto del direccionamiento de pila?

<p>Una pila es una estructura de datos lineal donde los elementos se añaden en la cabecera y se accede a través de un puntero que indica el tope.</p> Signup and view all the answers

¿Qué componentes forman la Unidad Central de Procesamiento (CPU)?

<p>La CPU está compuesta por registros de uso general, una Unidad Aritmético Lógica (ALU) y una Unidad de Control.</p> Signup and view all the answers

¿Qué es la arquitectura RISC y cuál es su principal ventaja?

<p>RISC significa Reduced Instruction Set Computing, y su principal ventaja es la ejecución rápida de instrucciones debido a un conjunto reducido y optimizado.</p> Signup and view all the answers

Explica el papel del puntero en la pila.

<p>El puntero en la pila mantiene la dirección del tope de la pila, facilitando el acceso implícito a los elementos sin necesidad de especificar la dirección en las instrucciones.</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se relaciona el direccionamiento indirecto con el uso de registros?

<p>El direccionamiento indirecto utiliza registros para almacenar direcciones de acceso, permitiendo un manejo más eficiente de la memoria.</p> Signup and view all the answers

¿Qué ventaja ofrece utilizar un conjunto de instrucciones pequeño en los microprocesadores?

<p>Ofrece un mayor rendimiento, un menor consumo de energía y una reducción de costes.</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el concepto básico de la arquitectura von Neumann?

<p>El concepto es que los datos y el código pueden almacenarse en la misma memoria.</p> Signup and view all the answers

Describe brevemente el funcionamiento del pipeline en los microprocesadores.

<p>El pipeline divide la ejecución de instrucciones en varias etapas independientes, permitiendo el procesamiento simultáneo.</p> Signup and view all the answers

¿Qué son las microinstrucciones en el contexto de la unidad de control microprogramada?

<p>Son un conjunto de instrucciones que gestionan la ejecución de un programa dividiendo los ciclos de instrucción en unidades más pequeñas.</p> Signup and view all the answers

¿Cuáles son los principales subciclos que se ejecutan en un ciclo de instrucción típico?

<p>Los subciclos de captación (fetch) y ejecución (execute).</p> Signup and view all the answers

¿Qué papel desempeñan las microoperaciones en el ciclo de un procesador?

<p>Las microoperaciones realizan acciones simples que afectan a los registros dentro de un ciclo mayor.</p> Signup and view all the answers

¿Por qué es importante la segmentación de procesadores en la ejecución de instrucciones?

<p>Permite descomponer los ciclos de instrucción en pasos más pequeños para mejorar la eficiencia.</p> Signup and view all the answers

¿Qué significa que una unidad de control sea microprogramada?

<p>Significa que gestiona la ejecución de instrucciones a través de microinstrucciones específicas.</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Dispositivos de Entrada

Permiten al usuario ingresar información al sistema.

Dispositivos de Salida

Muestran resultados o respuestas del sistema al usuario.

Características de Entrada

Solo envían datos, transforman información física a digital y permiten interacción directa..

Características de Salida

Solo sacan datos del sistema al usuario, transforman digital a interpretable y son pasivos.

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Dispositivos Mixtos

Pueden enviar y recibir datos al mismo tiempo.

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Ejemplo de Entrada

Teclado, ratón, micrófono, cámara.

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Ejemplo de Salida

Pantalla, altavoces, impresora, proyector.

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Ejemplo de Mixto

Pantalla táctil, impresora multifunción, memoria USB, consola de videojuegos.

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Instrucción

Código binario que el procesador interpreta para realizar una serie de operaciones elementales.

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Microoperación

Una operación simple (transferencia de datos, aritmética, lógica) realizada en un solo ciclo de reloj.

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RTL (Nivel de Transferencia de Registro)

Notación para describir las microoperaciones, usando expresiones para representar transferencias entre registros.

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Contador de Programa (PC)

Registro que contiene la dirección de memoria de la instrucción que se ejecuta.

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Registro de Instrucción (IR)

Registro que guarda la instrucción actual para su decodificación y ejecución.

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Puntero de Pila (SP)

Registro que apunta a la cima de la pila de memoria, usada en subrutinas e interrupciones.

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Interrupción

Mecanismo que permite alterar el flujo normal de ejecución de un programa.

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Registro de Datos (MBR)

Registro que almacena datos que se leerán o escribirán en la memoria.

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Flags de la UAL

Indicadores que acompañan el resultado de una operación en la Unidad Aritmético Lógica (UAL). Informan sobre el signo, si es cero, si hubo acarreo o desborde.

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Indicador de Signo (S)

Un flag que indica si el resultado de una operación es negativo. Se activa (S=1) si el resultado es negativo.

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Indicador de Cero (Z)

Un flag que indica si el resultado de una operación es cero. Se activa (Z=1) si el resultado es cero.

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Indicador de Acarreo (C)

Un flag que indica si hubo un acarreo en una operación. Se activa (C=1) si hubo acarreo durante el procesamiento.

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Indicador de Desborde (V)

Un flag que indica si el resultado de una operación excede la capacidad de almacenamiento. Se activa (V=1) cuando el resultado se 'desborda' del rango permitido.

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Desborde (Overflow)

Ocurre cuando el resultado de una operación (especialmente sumas) supera la capacidad de la palabra de memoria. El resultado se vuelve incorrecto.

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Capacidad de representación

Cantidad de números que se pueden representar en un sistema numérico con un tamaño específico de bits.

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Precisión

La mínima diferencia entre dos números representables en un sistema. Indica cuán fino se puede ser en la representación.

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Función de la interfaz externa

Permite la comunicación entre la CPU y los dispositivos periféricos, gestionando el intercambio de datos, sincronización del flujo de información y la conversión de señales.

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Intercambio de datos

La interfaz externa facilita la transferencia de información entre la CPU y los dispositivos periféricos, asegurando que los datos se envíen y reciban correctamente.

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Control de flujo

La interfaz externa controla la sincronización de la transmisión de datos, evitando la pérdida de información o interferencias entre la CPU y los dispositivos.

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Conversión de señales

La interfaz externa adapta las señales utilizadas por la CPU y los dispositivos, ya que pueden usar diferentes tipos de señales.

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Puertos físicos

Conectores físicos, como USB, HDMI o Ethernet, que permiten la conexión de dispositivos externos a la computadora.

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Controladores

Circuitos que gestionan el envío y recepción de datos a través de las interfaces. Actúan como intermediarios entre la CPU y los dispositivos externos.

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Protocolos de comunicación

Conjunto de reglas que define la forma en que se transfieren los datos entre la CPU y los dispositivos externos. Ejemplo: USB, Serial (RS-232), SATA, PCIe.

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Interfaces paralelas

Los datos se transmiten simultáneamente en múltiples bits, utilizando múltiples canales o líneas de comunicación.

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Arquitectura de Von Neumann

Un tipo de arquitectura de microprocesador que utiliza un conjunto de instrucciones pequeño y altamente optimizado, en lugar de uno más complejo y versátil. Esta arquitectura se caracteriza por almacenar datos y código en la misma memoria.

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Pipeline

Una técnica para aumentar la velocidad de procesamiento que divide la ejecución de instrucciones en varias etapas independientes. Esto permite que múltiples instrucciones se procesen de forma simultánea.

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Microinstrucción

Cada ciclo de instrucción se puede dividir en unidades más pequeñas, llamadas microinstrucciones. Estas unidades representan pasos simples dentro del proceso de ejecución.

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Captación (Fetch)

El proceso en el que el procesador lee la instrucción desde la memoria.

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Ejecución (Execute)

La etapa donde se realiza la operación indicada por la instrucción, como una suma o una carga de datos.

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Unidad de Control Microprogramada

Un componente dentro de un procesador que gestiona la ejecución de las instrucciones de un programa mediante un conjunto de microinstrucciones.

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¿Qué son los subciclos de captación y ejecución y por qué son importantes?

Los subciclos de captación y ejecución representan las etapas fundamentales del proceso de ejecución de una instrucción. La captación consiste en leer la instrucción de la memoria, mientras que la ejecución realiza la acción indicada por la instrucción. Estos subciclos son esenciales para garantizar que el procesador pueda procesar instrucciones de manera eficiente.

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Direccionamiento indirecto con registro

El operando se encuentra en una posición de memoria cuyo valor se determina mediante un registro. Este registro contiene la dirección del operando. Es una forma de dirección para acceder a la memoria, más eficiente que el direccionamiento indirecto, ya que solo se requiere una consulta a la memoria para encontrar el operando.

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Direccionamiento con desplazamiento

Combina direccionamiento directo e indirecto con registro. La dirección efectiva se calcula sumando un valor base (dirección directa) con el contenido de un registro (desplazamiento). Ofrece versatilidad al permitir modificaciones del valor base.

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Pila (En arquitectura de computadoras)

Estructura de datos lineal donde los elementos se agregan y se eliminan por el mismo extremo, conocido como tope. El acceso se realiza mediante un puntero que indica la posición del tope.

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¿En qué se diferencia la pila de una cola?

En una cola, los elementos se agregan por un extremo y se extraen por el otro extremo. En una pila, los elementos se agregan y se extraen por el mismo extremo, conocido como el tope.

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Unidad Aritmético Lógica (ALU)

Componente de la CPU encargado de realizar las operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, división) y lógicas (comparación, negación, etc.) entre los datos.

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Unidad de Control

Componente de la CPU responsable de decodificar las instrucciones, interpretarlas y generar las señales necesarias para controlar los demás componentes de la CPU.

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Conjunto de Registros de uso general (CPU)

Almacenan temporalmente los datos que están siendo procesados en la CPU. Los datos se manipulan en estos registros antes de ser procesados en la ALU.

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Arquitectura RISC

Un tipo de arquitectura de computación que utiliza un conjunto reducido de instrucciones (RISC: Reduced Instruction Set Computing). Las instrucciones son simples y se ejecutan en un solo ciclo de reloj.

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Study Notes

EJE TEMÁTICO Nº 1: Arquitectura de computadoras

  • Representación numérica y códigos: Sistema de numeración binaria, justificación de su uso, concepto de bit, byte y nibble, métodos de conversión (enteros y fraccionarios), concepto de punto fijo, complemento a la base y a la base disminuida.
  • Representación de números negativos: Concepto de punto flotante, exceso, operaciones aritméticas, precisión simple, doble y extendida, estándar IEEE, errores.
  • Codificación: Códigos numéricos, alfanuméricos, códigos continuos, cíclicos, ponderados, no-ponderados, códigos detectores y correctores de error, distancia mínima, paridad (bit de paridad), código de Hamming, códigos bidimensionales, cifrado de datos (encriptación), códigos cíclicos para la transferencia de datos.
  • Introducción a la arquitectura de computadoras: Fundamentos de arquitectura de computadoras, computadores digitales (conceptos), arquitectura Von Neumann, componentes, clasificación, hardware, software, firmware, organización y arquitectura de un computador, componentes de un sistema computacional, definiciones y terminología, interfaz hardware/software, Ley de Moore, historia y evolución de los computadores, estructura y funcionamiento, diseño para mejores prestaciones.

EJE TEMÁTICO Nº 2: Dispositivos de entrada y salida

  • Componentes del Computador y Subsistema E/S: Componentes de computador, funcionamiento del computador, registros del procesador, tipo de instrucciones, tipos de interrupciones, estructura de interconexión, interconexión con buses.
  • Componentes de Entrada/Salida: Elementos de entrada/salida, dispositivos externos, módulos de entrada/salida, equipamiento asociado, operaciones de E/S, canales y procesadores de E/S, interfaz externa, rendimiento de los periféricos.

EJE TEMÁTICO Nº 3: Memorias

  • Memoria caché y principal: Conceptos básicos del sistema de memoria, principios básicos de la memoria caché, elementos de la caché, características, clasificación, funcionamiento, métodos de acceso, velocidad.

EJE TEMÁTICO Nº 4: Unidad central de procesamiento

  • Aritmética del Computador: Unidad Aritmético Lógica (ALU), representación de enteros, aritmética con enteros, representación en coma flotante, aritmética con coma flotante, circuitos digitales básicos, circuitos combinacionales, circuitos secuenciales.
  • Repertorio de Instrucciones CPU: Características y funciones, repertorio de instrucciones, modos de direccionamiento y formatos. Organización de procesador, organización de registros, ciclo de instrucción, segmentación de instrucción, unidad de control, control microprogramado, lenguaje de bajo nivel Ensamblador.
  • Arquitectura Avanzada: Técnicas para aumentar la velocidad de procesamiento: pipeline, memoria caché, canales de datos (DMA), bancos de memoria, tipos, descripción, unidad de control microprogramada, elemental, diagrama, concepto de microprograma. Máquinas CISC, unidad de control cableada, arquitectura de carga/almacenamiento, referencias a memoria, conjunto reducido de instrucciones (RISC), máquinas híbridas, ejemplos (80x86, RISC, e híbridos).

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Apuntes Finales - Arquitectura de Computadoras PDF

Description

Este cuestionario abarca los conceptos fundamentales de la arquitectura de computadoras, incluyendo la representación numérica y códigos como binarios y punto flotante. También se tratan temas de codificación, transferencia de datos, y los principios básicos de la arquitectura de computadoras bajo el modelo de Von Neumann. Es una excelente manera de evaluar tu conocimiento en el área.

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