Conceptos de Programación y CPU

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Questions and Answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente el procedimiento del procesador al manejar interrupciones?

Las interrupciones son manejadas de manera aleatoria por el procesador sin un orden específico.

El procesador verifica continuamente si hay señales de interrupción antes de capturar la siguiente instrucción. (correct)

El procesador ignora las señales de interrupción hasta que se completa el ciclo de instrucción.

El procesador solo responde a interrupciones generadas por fallos de hardware.

¿Qué tipo de interrupción es generada por un controlador de E/S?

Interrupciones por errores de paridad en la memoria. (correct)

Interrupciones temporales del sistema.

Interrupciones por desbordamiento aritmético.

Interrupciones generadas por el temporizador interno del procesador.

En un sistema de programación sin interrupciones, ¿cuál es el impacto principal en el flujo de control?

El programa no puede ejecutar funciones de entrada/salida.

El rendimiento del programa se optimiza automáticamente.

El programa puede operar sin esperar señales externas. (correct)

El ciclo de instrucción se interrumpe frecuentemente.

¿Qué implica un 'overflow' en el contexto de programación?

Una condición en la que un cálculo excede el límite máximo del tipo de dato. Signup and view all the answers

En la gestión de interrupciones, ¿cuál es el rol del gestor de interrupción?

Coordinar las respuestas a las interrupciones y gestionar el flujo de datos. Signup and view all the answers

¿Qué sucede con el contexto del programa cuando ocurre una interrupción?

Se guarda para su restauración posterior. Signup and view all the answers

¿Cuál es el primer paso que realiza el procesador al manejar una interrupción?

Guarda el contexto del proceso interrumpido. Signup and view all the answers

¿Qué significa que las interrupciones estén inhabilitadas?

El procesador ignora las señales de interrupción hasta que se complete la actual. Signup and view all the answers

En qué parte del ciclo de instrucción se produce la verificación de interrupción?

Al final de la fase de decodificación. Signup and view all the answers

¿Qué se entiende por 'proceso interrumpido' en el contexto de las interrupciones?

El proceso que ha sido pausado temporalmente para manejar un evento. Signup and view all the answers

¿Cómo se asegura el orden de manejo de interrupciones en el procesador?

Las interrupciones se manejan en un orden secuencial estricto. Signup and view all the answers

¿Qué ocurre si se produce una señal de interrupción mientras el procesador está ejecutando?

El procesador puede ignorar temporalmente la señal de interrupción. Signup and view all the answers

En el contexto de un ciclo de instrucción con interrupciones, las operaciones se realizan sobre:

Operandos múltiples y resultados múltiples. Signup and view all the answers

¿Cuál es la función principal de la unidad de control en un computador?

Dirigir el flujo de datos y señales de control Signup and view all the answers

¿Qué componente del computador se encarga de captar la siguiente instrucción para su ejecución?

El contador de programa (PC) Signup and view all the answers

¿Qué se entiende por 'señales de control' en un sistema de hardware de uso general?

Comandos utilizados para cambiar funciones del hardware Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes opciones NO es parte del ciclo de instrucción básico?

Almacenamiento Signup and view all the answers

¿Qué sucede en el ciclo de ejecución de un programa?

Se ejecutan las operaciones especificadas Signup and view all the answers

El hardware de uso general en los computadores permite realizar distintas funciones mediante:

Señales de control dinámicas Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes registros está destinado a manejar direcciones de entrada/salida?

Registro de dirección de E/S (E/S AR) Signup and view all the answers

La memoria principal en un sistema computacional se utiliza para:

Guardar temporalmente instrucciones y datos Signup and view all the answers

En la arquitectura del computador, ¿qué representa el registro de buffer de memoria (MBR)?

Almacén temporal para datos entrantes y salientes Signup and view all the answers

¿Cómo se describe el concepto de programa en el marco de la computación?

Una secuencia de pasos que involucra operaciones aritméticas o lógicas Signup and view all the answers

¿Cuál es el primer paso que realiza el procesador en el ciclo de captación de instrucciones?

Captar la instrucción del PC Signup and view all the answers

En el ciclo de ejecución, ¿qué operación se realiza sobre los datos?

Operaciones aritméticas o lógicas Signup and view all the answers

¿Qué registro se incrementa automáticamente después de captar una instrucción?

Contador de programa (PC) Signup and view all the answers

¿Qué se captura en la segunda parte del ciclo de captación?

Los operandos Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes no es una acción del ciclo de control?

Realizar operaciones aritméticas Signup and view all the answers

¿Qué instrucción permite cambiar la secuencia de ejecución del programa?

Instrucción de salto Signup and view all the answers

En el ciclo de cálculo de la dirección, ¿qué se determina principalmente?

La dirección de la instrucción Signup and view all the answers

Durante el procesamiento de datos, ¿qué acción no forma parte del ciclo de ejecución?

Decodificación de instrucciones Signup and view all the answers

¿Qué elementos permiten interrumpir el procesamiento normal de la CPU?

Módulos de entrada/salida Signup and view all the answers

En el ejemplo de ejecución de programa, ¿qué valor se almacena en AC en el paso 3?

0005 Signup and view all the answers

¿Qué acción ocurre después de completar una instrucción en el ciclo de captación?

Captar la siguiente instrucción Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes es una función del registro de instrucción (IR)?

Almacenar la instrucción actual Signup and view all the answers

¿Qué paso realiza el procesador al final del ciclo de ejecución?

Almacenar resultados Signup and view all the answers

¿Cuál de los siguientes no es un resultado del ciclo de instrucción?

Análisis de errores Signup and view all the answers

Study Notes

Conceptos del Programa

Los sistemas cableados no son flexibles.
El hardware de uso general puede realizar distintas funciones según las señales de control aplicadas.
En lugar de configurar el hardware, se proporciona un nuevo conjunto de señales de control.

¿Qué es un programa?

Una secuencia de pasos.
Para cada paso, se realiza una operación aritmética o lógica.
Para cada operación, se necesita un nuevo conjunto de señales de control.

Funcionamiento de la Unidad de Control

Se proporciona un único código para cada operación.
Ejemplo: ADD, MOVE
Un segmento del hardware acepta el código y lanza las señales de control.
Ya se tiene un computador.

Componentes

La unidad de control y la unidad aritmética y lógica constituyen la unidad central de procesamiento (CPU).
Los datos y las instrucciones deben introducirse en el sistema y se proporcionan los resultados mediante los componentes de entrada/salida.
Se necesita un sitio para almacenar temporalmente las instrucciones y los datos: Memoria principal.

Componentes del Computador

Se muestran los componentes de una computadora: CPU, memoria y módulo de E/S.
Se especifican los registros (PC, MAR, MBR, E/S AR, E/S BR, IR) y su función.

Ciclo de Instrucción Básico

Dos pasos: Captación y Ejecución.
Presenta un diagrama del ciclo mostrando los pasos.

Ciclo de Captación

El contador de programa (PC) contiene la dirección de la instrucción que se debe captar a continuación.
El procesador capta la instrucción que indica el PC desde la memoria.
El registro PC se incrementa, a no ser que se indique lo contrario.
Esta instrucción se carga en el registro de instrucción (IR).
El procesador interpreta la instrucción y lleva a cabo la acción requerida.

Ciclo de Ejecución

Procesador-memoria: Transferencia de datos desde la CPU a la memoria.
Procesador-E/S: Transferencias de datos entre la CPU y un módulo de E/S.
Procesamiento de datos: Realización de alguna operación aritmética o lógica con los datos.
Control: Alteración de la secuencia de ejecución, por ejemplo, la instrucción de salto.
Combinación de estas acciones.

Diagrama de Estados del Ciclo de Instrucción

Se muestra un diagrama de flujo que describe los estados y transiciones del ciclo de instrucción.
Muestra la captación de la instrucción, la captación del operando, el almacenamiento del operando, los cálculos de direcciones, la decodificación de la operación, las operaciones con los datos, el cálculo del resultado y la comprobación de interrupciones.

Ejemplo de Ejecución de Programa

Se muestra un ejemplo de una ejecución de programa con la modificación de los datos en la memoria y los registros de la CPU.

Interrupciones

Mecanismo mediante el que otros módulos (Ejemplo: E/S) pueden interrumpir el procesamiento normal de la CPU.
Ejemplo: desbordamiento aritmético (“overflow”), división por cero.
Temporización: Generadas por un temporizador interno al procesador.
Permite realizar ciertas funciones de manera regular.
E/S: Generadas por un controlador E/S.
Fallo de hardware, por ejemplo, error de paridad en la memoria.

Flujo de Control de un Programa

Se muestran tres diagramas de flujo que representan diferentes escenarios de flujo de control en un programa: sin interrupción, interrupción corta y larga.

Ciclo de Interrupción

Añadido al ciclo de instrucción.
El procesador comprueba si se ha generado alguna interrupción.
Si hay alguna interrupción pendiente: se suspende la ejecución del programa en curso, se guarda su contexto y se carga el PC con la dirección de inicio de una rutina de manejo de interrupción.
Después de procesar la interrupción, el procesador restaura el contexto anterior y continúa con el programa original.

Diagrama de Estados de un Ciclo de Instrucción con Interrupciones

Describe las transiciones y los estados de un ciclo de instrucción con manejo de interrupciones.
Muestra cómo se manejan las interrupciones en un ciclo de instrucción.

Interrupciones Múltiples

Las interrupciones se manejan en un orden secuencial estricto.
Definir prioridades: una interrupción de prioridad más alta puede interrumpir a un gestor de interrupción de prioridad menor.
Cuando se ha generado la interrupción de prioridad más alta, el procesador vuelve a la interrupción previa.

Procesamiento de una Secuencia de Interrupciones

Se muestra un diagrama que representa el procesamiento de una secuencia de interrupciones por parte de los gestores de interrupción, mostrando el diagrama de flujo.

Procesamiento de Interrupciones Anidadas

Se muestra un diagrama que representa la secuencia de interrupciones anidadas donde los gestores de interrupciones se pueden interrumpir entre sí.

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Description

Este cuestionario explora los conceptos fundamentales de programación y el funcionamiento de la unidad central de procesamiento (CPU). Se abordan temas como los sistemas cableados, la unidad de control, y la importancia de las señales de control en las operaciones. Prepárate para poner a prueba tu conocimiento sobre estos aspectos clave de la computación.