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Questions and Answers
¿Cuál es la función del registro contador de programas?
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¿Qué elemento de la unidad de control es responsable de generar las microórdenes necesarias para ejecutar una instrucción?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor el rol de la unidad aritmética lógica (ALU)?
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¿Qué función desempeña el bus del sistema en un microprocesador?
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¿Cuál es la función principal del registro de estado en la ALU?
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¿Qué componente del ordenador recibe datos del exterior?
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¿Cuál es la función principal de la unidad aritmético-lógica (ALU)?
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¿Qué describe mejor la relación entre hardware y software?
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¿Qué parte del ordenador se encarga de coordinar y controlar los elementos hardware?
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¿Cuál es el primero de los pasos para ejecutar un programa según el modelo de Von Neumann?
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¿Qué elemento es considerado parte del firmware?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la memoria principal es incorrecta?
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¿Qué tipo de unidad permite tanto recibir como enviar datos?
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¿Cuál es la función principal de la unidad de control (UC)?
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En la arquitectura de Von Neumann, ¿dónde se almacenan las instrucciones y los datos?
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¿Qué caracteriza principalmente a un bus en un sistema informático?
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¿Qué se entiende por bus del sistema?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor el software básico?
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¿Cómo se considera al sistema operativo dentro del software de un sistema informático?
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¿Qué clasificación recibe el software que incluye programas y datos necesarios para realizar tareas específicas?
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¿Cuál es la principal tarea de un bus en un ordenador?
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¿Qué indica el número de registros internos de un procesador?
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¿Cuál es la principal función de la memoria caché en un procesador?
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¿Qué relación existe entre el voltaje y el rendimiento de un microprocesador?
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¿Qué significa la arquitectura de un procesador de 64 bits?
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¿Qué es el FSB o Front Side Bus en un microprocesador?
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¿Cuál de las siguientes velocidades se considera como velocidad interna de un procesador?
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¿Qué característica es asociada con los subconjuntos de instrucciones como MMX o SSE?
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¿Cuál es una función del coprocesador matemático (FPU)?
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¿Cuál es la función principal de la Unidad de Gestión de Memoria (MMU)?
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¿Qué se incorpora con la Unidad MultiMedia eXtensions (MMX)?
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¿Qué tipo de encapsulado se refiere a un circuito que se conecta a través de una rejilla de bolas?
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El zócalo en un microprocesador sirve para:
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¿Cuál de los siguientes es un componente de un sistema de refrigeración activa?
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¿Qué se entiende por TDP (Thermal Design Power)?
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El overclocking se utiliza para:
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¿Qué técnica se usa para disipar el calor en sistemas de refrigeración líquida?
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¿Cuál de las siguientes opciones corresponde a una extensión de las MMX introducida por Intel?
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El encapsulado DIP se caracteriza por:
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La refrigeración Peltier es conocida por:
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¿Cuál es uno de los tipos de zócalos mencionados?
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¿Qué función cumple la pasta térmica en la refrigeración del microprocesador?
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Las instrucciones de manejo de multimedia fueron incorporadas en 1997 en el procesador:
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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.
