Arquitectura de un Ordenador Digital
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Arquitectura de un Ordenador Digital

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Questions and Answers

¿Cuál es la función del registro contador de programas?

  • Controlar el flujo de instrucciones de la CPU
  • Contener la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar (correct)
  • Almacenar los resultados de las operaciones
  • Contener la instrucción que se está ejecutando

    • ¿Qué elemento de la unidad de control es responsable de generar las microórdenes necesarias para ejecutar una instrucción?

  • Secuenciador o multiplexor (correct)
  • Reloj
  • Controlador y decodificador
  • Registro acumulador

    • ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor el rol de la unidad aritmética lógica (ALU)?

  • Realizar operaciones matemáticas y almacenar los resultados (correct)
  • Controlar el flujo de datos entre los registros
  • Almacenar las instrucciones en ejecución
  • Proporcionar impulsos eléctricos a intervalos constantes

    • ¿Qué función desempeña el bus del sistema en un microprocesador?

    <p>Transportar datos desde la memoria principal al procesador</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal del registro de estado en la ALU?

    <p>Registrar las condiciones de la operación anterior</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué componente del ordenador recibe datos del exterior?

    <p>Unidades de entrada</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de la unidad aritmético-lógica (ALU)?

    <p>Realizar operaciones aritmético-lógicas</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué describe mejor la relación entre hardware y software?

    <p>Hardware es tangible y software es intangible.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué parte del ordenador se encarga de coordinar y controlar los elementos hardware?

    <p>El software</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el primero de los pasos para ejecutar un programa según el modelo de Von Neumann?

    <p>Se busca en la memoria principal</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué elemento es considerado parte del firmware?

    <p>Una memoria ROM</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la memoria principal es incorrecta?

    <p>Permite realizar operaciones aritméticas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de unidad permite tanto recibir como enviar datos?

    <p>Unidad de entrada-salida</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de la unidad de control (UC)?

    <p>Orquestar el resto de componentes</p> Signup and view all the answers

    En la arquitectura de Von Neumann, ¿dónde se almacenan las instrucciones y los datos?

    <p>En la memoria principal</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué caracteriza principalmente a un bus en un sistema informático?

    <p>Es un medio de transmisión compartido</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se entiende por bus del sistema?

    <p>El conjunto de circuitos para conexión y comunicación entre la UCP y otros componentes</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor el software básico?

    <p>Es un conjunto de programas necesarios para el funcionamiento del hardware</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se considera al sistema operativo dentro del software de un sistema informático?

    <p>El soporte lógico que controla el hardware</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué clasificación recibe el software que incluye programas y datos necesarios para realizar tareas específicas?

    <p>Software de aplicaciones</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la principal tarea de un bus en un ordenador?

    <p>Transmitir información entre dispositivos</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué indica el número de registros internos de un procesador?

    <p>La cantidad de registros muy rápidos dentro de la CPU.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la principal función de la memoria caché en un procesador?

    <p>Almacenar datos utilizados con frecuencia para un acceso más rápido.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué relación existe entre el voltaje y el rendimiento de un microprocesador?

    <p>A mayor voltaje, mayor velocidad y temperatura.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué significa la arquitectura de un procesador de 64 bits?

    <p>Puede direccionar más memoria que un procesador de 32 bits.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es el FSB o Front Side Bus en un microprocesador?

    <p>La velocidad del bus que conecta el microprocesador con otros componentes.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes velocidades se considera como velocidad interna de un procesador?

    <p>1.6 GHz.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué característica es asociada con los subconjuntos de instrucciones como MMX o SSE?

    <p>Dependen del diseño arquitectónico del microprocesador.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es una función del coprocesador matemático (FPU)?

    <p>Realizar cálculos matemáticos de alta precisión.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la función principal de la Unidad de Gestión de Memoria (MMU)?

    <p>Traduce las direcciones virtuales a direcciones físicas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se incorpora con la Unidad MultiMedia eXtensions (MMX)?

    <p>Instrucciones para la gestión de multimedia.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de encapsulado se refiere a un circuito que se conecta a través de una rejilla de bolas?

    <p>BGA</p> Signup and view all the answers

    El zócalo en un microprocesador sirve para:

    <p>Interconectar el microprocesador con el resto de componentes del PC.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes es un componente de un sistema de refrigeración activa?

    <p>Ventilador</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se entiende por TDP (Thermal Design Power)?

    <p>La máxima cantidad de calor que soporta el CPU.</p> Signup and view all the answers

    El overclocking se utiliza para:

    <p>Aumentar el rendimiento de los componentes del ordenador.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué técnica se usa para disipar el calor en sistemas de refrigeración líquida?

    <p>Ciclo de refrigeración mediante líquido.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes opciones corresponde a una extensión de las MMX introducida por Intel?

    <p>SSE.</p> Signup and view all the answers

    El encapsulado DIP se caracteriza por:

    <p>Tener pines en la parte inferior en línea dual.</p> Signup and view all the answers

    La refrigeración Peltier es conocida por:

    <p>Requerir un alto consumo eléctrico.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es uno de los tipos de zócalos mencionados?

    <p>LGA.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué función cumple la pasta térmica en la refrigeración del microprocesador?

    <p>Mejora la transferencia de calor entre el procesador y el disipador.</p> Signup and view all the answers

    Las instrucciones de manejo de multimedia fueron incorporadas en 1997 en el procesador:

    <p>Pentium MMX.</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Arquitectura de un ordenador digital

    • La arquitectura de un ordenador digital se basa en el modelo de Von Neumann (1945)

    • Para ejecutar un programa, primero hay que buscarlo en la memoria principal

    • Una vez localizado el programa, se carga en la CPU instrucción a instrucción

    • En la CPU se realizan todas las operaciones del programa

    • Los resultados se envían a la memoria principal para ser almacenados

    Unidades funcionales del ordenador digital

    • Un ordenador se compone de las siguientes unidades funcionales:
      • Unidades de entrada: reciben datos del exterior (teclado, ratón, micrófono…)
      • Unidades de salida: devuelven el resultado de una operación (pantalla, impresora…)
      • Unidades de entrada-salida: permiten recibir y devolver datos (tarjeta de red…)
      • Memoria principal: almacena datos y los programas que se ejecutan en el ordenador
      • Unidad aritmético-lógica (ALU): realiza operaciones aritmético-lógicas.
      • Unidad de control (UC): se encarga de orquestar el resto de componentes

    Arquitectura de Von Neumann

    • En la memoria principal se encuentran almacenadas las instrucciones y datos

    Arquitectura Harvard

    • El bus de direcciones se divide en bus de direcciones para las instrucciones y en bus de direcciones para los datos

    El bus del sistema

    • Un bus es una vía de comunicación que conecta dos o más dispositivos

    • La principal característica de un bus es que es un medio de transmisión compartido

    • Al bus se conectan multiples dispositivos, y una señal transmitida por cualquiera de ellos puede ser recibida por todas las otras unidades conectadas.

    • Se denomina bus del sistema al conjunto de circuitos encargados de la conexión y comunicación entre la UCP y el resto de unidades de la computadora.

    • Para ello utiliza un conjunto de varias lineas eléctricas que permiten la transmisión de los datos en paralelo.

    Software

    • El software de un sistema informático es el conjunto de elementos lógicos necesarios para que puedan realizar las tareas encomendadas al mismo.
    • El software es la parte lógica que dota al equipo físico de capacidad para realizar cualquier tipo de trabajos.

    Software básico (sistema operativo)

    • Es el conjunto de programas que el equipo físico necesita para tener la capacidad de trabajar

    • Estos programas en su conjunto configuran lo que se denomina el sistema operativo

    • El sistema operativo es el soporte lógico que controla el funcionamiento del equipo físico, ocultando los detalles del hardware y haciendo más sencillo el uso del ordenador

    La unidad de control (UC)

    • Es la parte que interpreta las instrucciones del programa, generando información necesaria para controlar los dispositivos periféricos.

    • Para realizar estas operaciones, la UC dispone de pequeños espacios de almacenamiento, denominados registros.

    La unidad aritmética lógica (ALU)

    • Realiza operaciones matemáticas que le indica la unidad de control, almacenando los resultados en los registros de almacenamiento

    • Los elementos que componen la ALU son los que se indican a continuación:

      • Circuito operacional. Realiza las operaciones con los datos de los registros de entrada.
      • Registro de entrada. Contiene operandos de la operación.
      • Registro acumulador. Almacena los resultados de las operaciones.
      • Registro de estado. Registra las condiciones de la operación anterior.
      • Bus del sistema: es el bus que transporta los datos desde la memoria principal al procesador

    El microprocesador

    • Es el cerebro del ordenador

    • Controla todas las operaciones que se realizan en el ordenador

    • Se encarga de la ejecución de los programas y el procesamiento de los datos.

    Kilohertzio (KHz)

    • 1 KHz = 1000 Hz

    Megahertzio (MHz)

    • 1 MHz = 1000 KHz

    Gigahertzio (GHz)

    • 1 GHz = 1000 MHz

    Terehertzio (THz)

    • 1 THz = 1000 GHz

    Petahertzio (PHz)

    • 1 PHz = 1000 THz

    Velocidad interna del microprocesador

    • Es la velocidad de trabajo del microprocesador son sus elementos internos: 1.6 GHz…

    Velocidad externa o de bus

    • Velocidad del bus que comunica el microprocesador con el resto de elementos de la placa: 800 MHz…

    Velocidad de ejecución de las instrucciones

    • Depende del número de ciclos que necesiten las instrucciones para ejecutarse

    • Las instrucciones pasan por varias fases durante su ejecución.

    Juego de instrucciones

    • Indica el número de instrucciones del procesador (depende de arquitecturas CISC o RISC)
    • Los conjuntos de instrucciones se agrupan con acrónimos (MMX, SSE, SSE2…)

    Ancho del bus de direcciones

    • Permite acceder a memoria

    • Cuanto mayor sea, más capacidad de memoria podemos direccionar (arquitectura de 32 o 64 bits)

    Número de registros internos

    • Cantidad de registros del procesador (son muy rápidos y están dentro de la CPU)

    Voltaje

    • A mayor voltaje, mayor velocidad y mayor temperatura

    • Podemos encontrar procesadores con diferentes voltajes (1-lógico, 0-lógico)

    Arquitectura

    • Influye en el direccionamiento de memoria y la capacidad de los buses
    • Arquitecturas de 32 o 64 bits (software x86 y x64)

    Multinúcleo

    • Subprocesos, capacidad de ejecutar más de un proceso a la vez (HyperThreading y SMT)

    Memoria caché

    • Almacena datos que son utilizados con mucha frecuencia

    • El microprocesador consulta su contenido antes de acceder a la RAM

    • Su tecnología es más rápida (y más cara) que la RAM

    • Posee diferentes niveles (L1, L2 y L3)

    Coprocesador matemático (FPU)

    • Realiza cálculos matemáticos de alta precisión

    • Anteriormente estaba ubicado fuera del procesador

    • En la actualidad se utilizan las tarjetas gráficas, debido a su alta capacidad de computación

    Unidad de gestión de memoria (MMU)

    • Traduce las direcciones virtuales a direcciones físicas

    • Las direcciones virtuales son utilizadas por el gestor de memoria del Sistema Operativo

    • El MMU se encarga de establecer la equivalencia real con la memoria RAM

    Unidad MultiMedia eXtensions (MMX)

    • Incorporada por Intel en 1997 desde el Pentium MMX

    • Se incorporan instrucciones para el manejo de multimedia

    Unidad Streaming SIMD Extensions (SSE)

    • Incorporada por Intel en 1999 como una extensión de las MMX

    • Incorporan el CODEC para decodificar video MPEG2

    Encapsulado del microprocesador

    • DIP: Dual In-Line Package
    • PLCC: Plastic Lead Chip Carrier
    • SEC: Single Edge Connect
    • BGA: Ball Grid Array
    • PGA: Package Grid Array

    El zócalo

    • Es el elemento de la placa base donde se conecta el microprocesador

    • Interconecta el microprocesador con el resto de componentes del PC

    • ZIF: Zero Insertion Force

    • Slot A

    • LGA: Land Grid Array

    • AM3, AM3+, AM4, FM2…

    Refrigeración

    • Es importante seleccionar un sistema de refrigeración adecuado

    • TDP (Thermal Design Power) : es la máxima cantidad de calor que soporta la CPU

    • Disipador: elemento pasivo que disipa el calor (se coloca sobre el procesador, fijado con pasta térmica)

    • Ventilador: se coloca sobre el disipador (normalmente en la caja hay ventiladores adicionales)

    • Heat-pipe (tubería de calor): tubo hueco con un fluido que se enfría y se condensa

    • Refrigeración Peltier: célula Peltier (elevado consumo eléctrico)

    • Sistemas de refrigeración líquida (¡cuidado con el mantenimiento!)

    Overclocking

    • Pretende que los componentes del ordenador alcancen un rendimiento mayor

    • Se puede aplicar a microprocesadores y también al resto de componentes

    • Se puede lograr con software específicos del fabricante, cambiando el firmware de la BIOS…

    • El uso de estas técnicas si debe hacer con cautela y de forma precisa

    • Se recomiendan sistemas de refrigeración líquida para disipar mejor el calor

    Nomenclatura Intel

    • Más información: enlace

    Especificaciones Intel

    • Más información: enlace

    Nomenclatura AMD

    • Más información: enlace y enlace

    Especificaciones AMD

    • Más información: enlace

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    Description

    Este cuestionario explora la arquitectura de un ordenador digital y el modelo de Von Neumann. Se examinan las unidades funcionales, incluidos los componentes de entrada, salida y la CPU. Perfecto para estudiantes que deseen profundizar en el funcionamiento interno de los ordenadores.

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