Questions and Answers
¿Cuál es el objetivo principal de la arquitectura RISC?
Optimizar la ejecución rápida de instrucciones
Las arquitecturas CISC y RISC son idénticas.
False
¿Cuál es la principal ventaja del paralelismo?
aumentar la eficiencia y velocidad del procesamiento
En una arquitectura UMA, todos los procesadores tienen acceso ______________ a la memoria.
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Asocie las siguientes arquitecturas con sus descripciones:
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¿Cuál es el propósito del direccionamiento a memoria principal?
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La memoria paginada y la memoria segmentada son sistemas de gestión de memoria iguales.
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¿Cuál es la técnica de dividir un problema en partes más pequeñas que se pueden resolver simultáneamente en múltiples procesadores?
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¿Cuál es la necesidad principal que ha llevado al desarrollo de la minería de datos y procesos en tiempo real?
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El paralelismo a nivel de bits se logra duplicando la PALABRA de la arquitectura.
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¿Qué es el paralelismo a nivel de instrucción también conocido como?
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El paralelismo también se logra a nivel de ________________________ o multithreading y en redes con procesamiento distribuido.
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Asocie las siguientes medidas relevantes de evaluación para medir el cómputo paralelo con sus descripciones:
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El tiempo total de la ejecución paralela depende solo de la complejidad del problema a resolver.
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¿Cuál es la principal ventaja de medir el tiempo de ejecución en el cómputo paralelo?
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¿Qué tipo de cómputo se utiliza en Grid y Cloud computing?
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¿Cuál es la forma en que funciona un multiprocesador?
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El pipeline es un ejemplo de paralelismo real en un solo CPU.
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¿Por qué es necesario el cómputo paralelo?
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Los equipos comunicados en _______________ computing forman parte del cómputo paralelo.
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¿Cuál es el efecto de la latencia en el rendimiento del cómputo paralelo?
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Todos los procesadores en un sistema distribuido deben estar físicamente bajo la misma red.
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¿Cuál es la función principal del PCH (Platform Controller Hub)?
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Los servidores conectados en cluster son utilizados en centros académicos para el procesamiento de satos masivos.
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¿Cuál es la principal característica de la taxonomía de Flynn?
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En la taxonomía de Flynn, MIMD se refiere a la clasificación más relevante que identifica los usos comunes de la memoria con respecto a los _______________________.
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¿Qué tipo de arquitectura utiliza una memoria centralizada entre las CPUs que intervienen?
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La función del puente sur era comunicar a la MP con la CPU.
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Asocie las siguientes arquitecturas con sus descripciones:
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¿Cuál es la función principal del puente norte?
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¿Qué es necesario para la comunicación entre procesos en un sistema operativo de multicomputadoras?
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Las arquitecturas RISC emplean instrucciones complejas y variadas para reducir los tiempos de ejecución de los procesos.
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¿Cuál es el propósito principal de un cluster de computadoras?
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Los sistemas operativos de multicomputadoras utilizan dos primitivas fundamentales ________ y ________ para su comunicación.
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¿Qué es característico de las arquitecturas CISC?
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Un cluster de computadoras es una forma de grid computing.
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Asocie las siguientes arquitecturas con sus características:
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¿Qué tipo de computadoras se utilizan en un cluster de computadoras?
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¿Cuál es la principal razón que ha llevado al desarrollo de la minería de datos y procesos en tiempo real?
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El paralelismo a nivel de bits se logra duplicando la palabra de la arquitectura.
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¿Qué es el paralelismo a nivel de instrucción también conocido como?
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El paralelismo también se logra a nivel de ________________________ o multithreading y en redes con procesamiento distribuido.
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Asocie las siguientes medidas relevantes de evaluación para medir el cómputo paralelo con sus descripciones:
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¿Qué tipo de computo se utiliza en Grid y Cloud computing?
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El tiempo total de la ejecución paralela depende solo de la complejidad del problema a resolver.
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¿Cuál es la principal medida utilizada para evaluar el cómputo paralelo?
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¿Cuál es la principal característica de la arquitectura CISC?
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La arquitectura RISC tiene más instrucciones complejas que la arquitectura CISC.
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¿Qué es el paralelismo?
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En una arquitectura _______________, todos los procesadores tienen acceso uniforme a la memoria.
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Asocie las siguientes arquitecturas con sus características:
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La memoria paginada y la memoria segmentada son sistemas de gestión de memoria iguales.
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¿Qué es el procesamiento paralelo?
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En una arquitectura _______________, el tiempo de acceso a la memoria depende de la localización de la memoria relativa al procesador.
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¿Qué es necesario para lograr paralelismo?
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La computación en la nube es un tipo de computación distribuida.
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¿Qué es un cluster de computadoras?
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La taxonomía Flynn clasifica las arquitecturas de computadoras basadas en la cantidad de _______________________ y flujos de datos que pueden manejar simultáneamente.
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¿Qué es un tipo de computación distribuida que utiliza una red de computadoras para trabajar juntas en la resolución de problemas que requieren gran capacidad de procesamiento?
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El paralelismo de datos se logra mediante la ejecución de diferentes secuencias de instrucciones en múltiples procesadores.
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Asocie las siguientes arquitecturas con sus descripciones:
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¿Cuál es el propósito principal de la computación en la nube?
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¿Cuál es la función principal del PCH (Platform Controller Hub)?
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La función del puente sur era comunicar a la MP con la CPU.
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¿Cuál es la característica principal de la Taxonomía de Flynn?
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En una arquitectura MIMD, los procesadores utilizan memoria _______________________ entre sí.
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Asocie las siguientes arquitecturas con sus descripciones:
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¿Cuál es el propósito principal de un cluster de computadoras?
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Los servidores conectados en cluster son utilizados en centros académicos para el procesamiento de satos masivos.
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¿Cuál es la función principal del puente norte?
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¿Qué es EL SPEEDUP?
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El cómputo paralelo es aplicable a situaciones simples de programar y asignar a procesadores cooperantes.
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¿Cuál es la principal ventaja del cómputo paralelo?
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El cómputo paralelo mejora los costos al integrar _______________ en equipos compactos con menor gasto de energía y refrigeración.
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¿Qué es una característica de los procesos paralelos?
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Los procesadores deben encontrarse bajo el mismo hardware para poder brindar cómputo paralelo efectivo.
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Asocie las siguientes características con sus tipos de cómputo:
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¿Qué es una ventaja del cómputo paralelo?
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Study Notes
Arquitecturas y Tipos de Computadoras
- CISC (Complex Instruction Set Computer): Arquitectura de procesador con un conjunto de instrucciones amplio y complejo.
- RISC (Reduced Instruction Set Computer): Arquitectura de procesador con un conjunto de instrucciones reducido y optimizado para una ejecución rápida.
- Diferencias entre CISC y RISC: CISC tiene más instrucciones complejas, mientras que RISC tiene menos instrucciones, más simples y rápidas de ejecutar.
Multicomputadoras y Multiprocesadores
- Multicomputadoras: Sistemas que consisten en múltiples computadoras independientes conectadas, cada una con su propio procesador y memoria.
- Multiprocesadores: Sistema con dos o más procesadores que comparten la misma memoria principal y trabajan juntos para ejecutar programas.
Arquitecturas de Memoria
- UMA (Uniform Memory Access): Arquitectura donde todos los procesadores tienen acceso uniforme a la memoria.
- NUMA (Non-Uniform Memory Access): Arquitectura donde el tiempo de acceso a la memoria depende de la localización de la memoria relativa al procesador.
- COMA (Cache Only Memory Architecture): Arquitectura donde no hay memoria principal compartida, solo cachés que actúan como memoria principal.
Paralelismo y Procesamiento
- Paralelismo: Ejecución simultánea de varias tareas para aumentar la eficiencia y velocidad del procesamiento.
- Procesamiento paralelo: Técnica de dividir un problema en partes más pequeñas que se pueden resolver simultáneamente en múltiples procesadores.
- Pseudoparalelismo o Pipeline: Técnica que utiliza una precarga en cada hardware de la secuencia de captación, ejecución y acceso a memoria.
Gestión y Acceso a la Memoria
- Direccionamiento a memoria principal: Método por el cual el procesador accede a las ubicaciones de memoria principal (RAM).
- Memoria paginada: Sistema de gestión de memoria que divide el espacio de direcciones en bloques de tamaño fijo llamados páginas.
- Memoria segmentada: Sistema de gestión de memoria que divide el espacio de direcciones en segmentos de diferentes tamaños según la necesidad del programa.
Conectividad entre procesadores de sistemas distribuidos
- Los equipos comunicados en GRID computing forman parte del computo paralelo.
- Los procesadores pueden estar distribuidos y comunicarse entre sí.
- La latencia de red afecta el rendimiento del sistema distribuido paralelo.
Origen motivador del cómputo paralelo
- La necesidad de permitir realizar procesos dificultosos y cálculos complejos en forma automática.
- La necesidad de desarrollar remedios que permitan la cura de enfermedades como cáncer, diseños basados en ADN humano.
- La necesidad de procesar grandes volúmenes de datos para dar respuestas a preguntas diversas en poco tiempo.
Paralelismo
- El paralelismo a nivel de bits se logra duplicando la palabra de la arquitectura.
- El paralelismo a nivel de instrucción se conoce como pipeline.
- El paralelismo a nivel de instrucción se da cuando se logra precargar la instrucción siguiente.
- El paralelismo también se logra a nivel de multihilamiento o multithreading y en redes con procesamiento distribuido.
Medidas relevantes de evaluación para medir el computo paralelo
- El tiempo de ejecución es la medida más utilizada para evaluar el cómputo paralelo.
- El tiempo total de la ejecución paralela depende de la complejidad del problema a resolver.
Software de multicomputadoras
- Los sistemas operativos de multicomputadoras requieren SW especial para que se encargue de la comunicación entre procesos y de la sincronización.
- Los sistemas operativos de las multicomputadoras utilizan dos primitivas fundamentales SEND y RECEIVE para su comunicación.
Clasificación de arquitectura CISC y RISC
- En arquitecturas RISC se emplean instrucciones simples y limitadas para reducir los tiempos de ejecución de los procesos.
- Las arquitecturas CISC codifican sus instrucciones en HW lo que hace que sean más caras pero más eficientes.
Clusters de computadoras
- El cluster computing es una alternativa económica para obtener poder de cómputo real y útil en entornos académicos, industriales y empresariales.
- Los clusters emplean computadoras de bajo costo, pudiéndose implementar un cluster hogareño.
- El cluster, a diferencia del grid computing, comparte recursos locales como si fueran parte del mismo computador.
Taxonomía de Flynn
- La Taxonomía de Flynn considera la manera de aplicación de las instrucciones con el manejo de los datos.
- La Taxonomía de Flynn considera la manera de aplicación de instrucciones Simples o Múltiples con el manejo de los datos también simples o múltiples.
- La taxonomía de Flynn no es la única que existe para clasificar los sistemas de cómputos y su funcionamiento.
Arquitecturas de Computadoras
- CISC (Complex Instruction Set Computer): arquitectura de procesador con un conjunto de instrucciones amplio y complejo.
- RISC (Reduced Instruction Set Computer): arquitectura de procesador con un conjunto de instrucciones reducido y optimizado para una ejecución rápida.
Diferencias entre CISC y RISC
- CISC tiene más instrucciones complejas, mientras que RISC tiene menos instrucciones, más simples y rápidas de ejecutar.
Tipos de Computadoras
- Multicomputadoras: sistemas que consisten en múltiples computadoras independientes conectadas, cada una con su propio procesador y memoria.
- Multiprocesadores: sistema con dos o más procesadores que comparten la misma memoria principal y trabajan juntos para ejecutar programas.
- UMA (Uniform Memory Access): arquitectura donde todos los procesadores tienen acceso uniforme a la memoria.
- NUMA (Non-Uniform Memory Access): arquitectura donde el tiempo de acceso a la memoria depende de la localización de la memoria relativa al procesador.
- COMA (Cache Only Memory Architecture): arquitectura donde no hay memoria principal compartida, solo cachés que actúan como memoria principal.
Gestión y Acceso a la Memoria
- Direccionamiento a memoria principal: método por el cual el procesador accede a las ubicaciones de memoria principal (RAM).
- Memoria paginada: sistema de gestión de memoria que divide el espacio de direcciones en bloques de tamaño fijo llamados páginas.
- Memoria segmentada: sistema de gestión de memoria que divide el espacio de direcciones en segmentos de diferentes tamaños según la necesidad del programa.
Paralelismo y Procesamiento
- Paralelismo: ejecución simultánea de varias tareas para aumentar la eficiencia y velocidad del procesamiento.
- Procesamiento paralelo: técnica de dividir un problema en partes más pequeñas que se pueden resolver simultáneamente en múltiples procesadores.
- Necesidades y formas de lograr paralelismo: requiere descomposición de tareas y sincronización entre procesadores, lograda a través de técnicas como paralelismo de datos y tareas, y uso de algoritmos paralelos.
Orígenes del Cómputo Paralelo
- Surgió de la necesidad de aumentar la capacidad de procesamiento dividiendo tareas complejas en partes más pequeñas que se pueden ejecutar simultáneamente.
Equipos Masivamente Paralelos
- Sistemas con un gran número de procesadores que pueden ejecutar muchas tareas en paralelo.
Taxonomía Flynn
- Clasificación de arquitecturas de computadoras basada en la cantidad de flujos de instrucciones y datos que pueden manejar simultáneamente.
- SISD, SIMD, MISD y MIMD:
- SISD (Single Instruction, Single Data): un solo procesador ejecuta una única secuencia de instrucciones en un solo flujo de datos.
- SIMD (Single Instruction, Multiple Data): un solo procesador ejecuta una única secuencia de instrucciones en múltiples flujos de datos.
- MISD (Multiple Instruction, Single Data): múltiples procesadores ejecutan diferentes secuencias de instrucciones en un solo flujo de datos (poco común).
- MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data): múltiples procesadores ejecutan diferentes secuencias de instrucciones en múltiples flujos de datos.
Computación en la Nube y Distribuida
- Cloud computing: uso de servidores remotos en internet para almacenar, gestionar y procesar datos, en lugar de utilizar un servidor local o una computadora personal.
- Clusters: conjunto de computadoras interconectadas que trabajan juntas como si fueran una sola máquina para aumentar la capacidad de procesamiento y disponibilidad.
- Grid computing: uso de una red de computadoras distribuidas para trabajar juntas en la resolución de problemas que requieren gran capacidad de procesamiento.
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