Funcionamiento de la CPU
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Questions and Answers

¿Cuál es la función principal de la CPU?

  • Procesar instrucciones y datos. (correct)
  • Controlar el flujo de información entre la memoria y los dispositivos periféricos.
  • Gestionar el sistema operativo.
  • Almacenar instrucciones y datos.

    • ¿Qué es el Contador de Programa (PC)?

  • Un registro que almacena la instrucción actual que se está ejecutando.
  • Un tipo de memoria que almacena las instrucciones del programa.
  • Un dispositivo que controla el flujo de datos entre la memoria y la CPU.
  • Un registro que contiene la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar. (correct)

    • ¿Cuál es la función del Registro de Instrucción (IR)?

  • Controlar el flujo de datos entre la memoria y la CPU.
  • Interpretar y ejecutar las instrucciones.
  • Almacenar la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar.
  • Almacenar la instrucción actual que se está ejecutando. (correct)

    • ¿Qué tipo de acción no está incluida en las acciones que lleva a cabo la CPU al interpretar una instrucción?

    <p>Controlar el acceso a los dispositivos de almacenamiento. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué significa decodificar una instrucción?

    <p>Interpretar la instrucción binaria y determinar las acciones que debe tomar la CPU. (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué etapa del ciclo de instrucción se considera común a todas las instrucciones?

    <p>Etapa de búsqueda. (D)</p> Signup and view all the answers

    Si la CPU encuentra una instrucción que interrumpe la ejecución del programa, ¿qué sucede?

    <p>El programa se detiene, y no continúa hasta que se resuelva la interrupción. (C)</p> Signup and view all the answers

    Si la CPU está ejecutando un programa, ¿cómo se detiene la ejecución?

    <p>Todas las opciones anteriores son correctas. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la cantidad de bits dedicados a las referencias de direcciones en una máquina de tres direcciones, considerando que se necesitan 24 bits por dirección?

    <p>72 bits (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de información se considera implícita en las máquinas de dos direcciones?

    <p>La dirección del resultado (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué operación se necesita para compensar la limitación de guardar el resultado en la dirección referenciada por el operando 1 en las máquinas de dos direcciones?

    <p>MOV (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el rol del acumulador en una máquina de una dirección?

    <p>Es el destino para el resultado y uno de los operandos de la operación (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuáles son los dos códigos de operación necesarios para manipular el acumulador en una máquina de una dirección?

    <p>LOAD y STORE (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ventaja tienen las máquinas de una dirección en comparación con las máquinas de dos direcciones?

    <p>Menor tamaño de instrucciones (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la desventaja principal de las máquinas de una dirección?

    <p>Dificultad para manejar operaciones complejas (A)</p> Signup and view all the answers

    Si se necesita almacenar el resultado de una operación en una dirección específica de memoria en una máquina de una dirección, ¿qué código de operación se debe utilizar?

    <p>STORE (C)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes estados implica la decodificación de la instrucción para determinar el tipo de operación, los operandos y la cantidad de operandos?

    <p>Estado 3: Decodificación de la instrucción (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es el estado 4, "Cálculo de la dirección del operando", principalmente asociado con?

    <p>Modos de direccionamiento (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes estados no requiere necesariamente el uso de los buses?

    <p>Estado 3: Decodificación de la instrucción (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿En qué estado se realiza la operación aritmética o lógica sobre los datos?

    <p>Estado 6: Operación sobre los datos (A)</p> Signup and view all the answers

    Si una instrucción necesita acceder a dos operandos diferentes en memoria, ¿cuáles son los estados que se repiten?

    <p>Estados 4 y 5 (D)</p> Signup and view all the answers

    En el caso de procesar arreglos de operandos (vectores), ¿qué parte del ciclo de instrucción se ejecuta solo una vez?

    <p>Estado 3: Decodificación de la instrucción (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes estados utiliza la información proporcionada en la instrucción para determinar dónde guardar el resultado?

    <p>Estado 7: Cálculo de la dirección del resultado (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué estado implica el uso de los buses para enviar el resultado de una operación a la memoria o a un dispositivo de E/S?

    <p>Estado 8: Almacenamiento del resultado (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de estos modos de direccionamiento utiliza una referencia a un registro interno de la CPU para obtener el operando?

    <p>Modo de Direccionamiento por Registro (B)</p> Signup and view all the answers

    En el Modo de Direccionamiento Inmediato, ¿dónde se almacena el operando?

    <p>En el registro de instrucción (IR) (A)</p> Signup and view all the answers

    En el Modo de Direccionamiento Directo, ¿qué se utiliza para acceder al operando?

    <p>La dirección física del operando (A)</p> Signup and view all the answers

    En el Modo de Direccionamiento Directo, el tamaño del campo de dirección de la instrucción determina:

    <p>El espacio de direcciones accesible (B)</p> Signup and view all the answers

    Si se utiliza el Modo de Direccionamiento Inmediato para inicializar una variable, ¿qué tipo de variable se puede inicializar?

    <p>Constante (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es una desventaja del Modo de Direccionamiento Inmediato?

    <p>El espacio de direccionamiento limitado por el tamaño del campo de dirección. (C)</p> Signup and view all the answers

    Una ventaja del Modo de Direccionamiento por Registro es:

    <p>La mayor velocidad de acceso al operando (C)</p> Signup and view all the answers

    El Modo de Direccionamiento Directo se utiliza principalmente para acceder a:

    <p>Variables globales (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el propósito principal de las interrupciones en una computadora?

    <p>Permitir que otros módulos, como E/S o memoria, interrumpan el procesamiento normal de la CPU. (D)</p> Signup and view all the answers

    Según el texto, ¿qué representa un byte?

    <p>Un conjunto de 8 bits utilizado para codificar caracteres mediante ASCII. (D)</p> Signup and view all the answers

    En un sistema de numeración posicional, ¿a qué se refiere la 'base'?

    <p>Al número de símbolos distintos que utiliza el sistema. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la ventaja principal de utilizar un sistema de punto flotante en comparación con un sistema de punto fijo?

    <p>El sistema de punto flotante permite representar un rango de números mucho más amplio. (C)</p> Signup and view all the answers

    En un sistema de punto flotante, ¿cómo se representa la mantisa?

    <p>Puede ser normalizada, normalizada con bit implícito o sin normalizar, dependiendo del sistema. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes es un ejemplo de un sistema de numeración posicional?

    <p>Sistema Decimal. (B)</p> Signup and view all the answers

    En un sistema de punto flotante normalizado, ¿cuál es el valor del bit más significativo de la mantisa?

    <p>Siempre 1. (A)</p> Signup and view all the answers

    Si un sistema de base 5 tiene números de 3 dígitos, ¿cuál es su rango de representación?

    <ol start="125"> <li>(D)</li> </ol> Signup and view all the answers

    Según el texto, ¿cómo se manejan internamente los datos en una computadora?

    <p>Mediante sistemas de numeración posicional. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué es la resolución en un sistema de punto flotante?

    <p>La diferencia entre dos representaciones sucesivas. (B)</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de información puede mostrar una pantalla alfanumérica?

    <p>Sólo texto. (D)</p> Signup and view all the answers

    Si se utiliza una mantisa normalizada con signo, ¿qué implica para el rango?

    <p>El rango se divide en dos intervalos, uno positivo y otro negativo. (D)</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta respecto a la cantidad de combinaciones binarias en sistemas de punto fijo y punto flotante?

    <p>Ambos sistemas tienen la misma cantidad de combinaciones binarias. (A)</p> Signup and view all the answers

    Si la CPU está en la instrucción 149 y necesita ejecutar la siguiente instrucción en la posición 182, ¿qué hará?

    <p>Ajustará el contador de programa a 182, y la siguiente instrucción será buscada en esa posición. (A)</p> Signup and view all the answers

    ¿Para qué sirve la normalización en un sistema de punto flotante?

    <p>Para asegurar que la mantisa tenga el bit más significativo siempre en 1. (A)</p> Signup and view all the answers

    En un sistema de punto flotante, ¿cómo se establece el rango?

    <p>Por la combinación del mayor número en la mantisa y el mayor número en el exponente. (C)</p> Signup and view all the answers

    Flashcards

    Contador de programa

    Registro que guarda la dirección de la próxima instrucción a ejecutar.

    Interrupciones

    Mecanismos que permiten a otros módulos interrumpir el procesamiento de la CPU.

    Códigos alfanuméricos (ASCII)

    Sistema de codificación que usa 8 bits para representar caracteres.

    Sistema decimal

    Sistema posicional que utiliza 10 símbolos del 0 al 9.

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    Sistema binario

    Sistema de numeración que utiliza 2 símbolos: 0 y 1.

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    Sistema hexadecimal

    Sistema posicional que utiliza dieciséis símbolos (0-9 y A-F).

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    Rango de representación

    Conjunto de números representables en un sistema determinado.

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    Pantalla alfanumérica

    Display que muestra caracteres alfanuméricos organizados en filas y columnas.

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    Ciclo de instrucción

    El conjunto de pasos que realiza la CPU para ejecutar una instrucción.

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    Contador de Programa (PC)

    Registro que guarda la dirección de la próxima instrucción a buscar.

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    Registro de Instrucción (IR)

    Registro que contiene la instrucción que se está ejecutando.

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    Etapa de búsqueda

    Fase del ciclo de instrucción donde se lee una instrucción desde memoria.

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    Etapa de ejecución

    Fase del ciclo de instrucción donde se lleva a cabo la operación especificada.

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    Decodificación

    Proceso donde la CPU interpreta la instrucción cargada en el IR.

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    Transferencia CPU-Memoria

    Movimientos de datos entre la CPU y la memoria.

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    Tipo de instrucciones

    Acciones que puede realizar la CPU: transferencia, procesamiento, y control.

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    Ventaja del sistema

    Se requieren menos bits para almacenar mantisa y exponente.

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    Diferencias Punto Fijo y Flotante

    El rango en Punto Flotante es mayor, pero las combinaciones son las mismas.

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    Mantisa sin normalizar

    Se pueden tener varias representaciones para el mismo número.

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    Normalización

    Procura un único par de valores de mantisa y exponente para un número sin 0.

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    Bit implícito

    No se almacena el uno más significativo en la mantisa normalizada.

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    Rango en Punto Flotante

    Es la diferencia entre el mayor y el menor número representable.

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    Resolución en Punto Flotante

    Es la diferencia entre representaciones sucesivas, varía en el rango.

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    Mantisa entera o fraccionaria

    La mantisa puede ser especificada como entera o fraccionaria en el enunciado.

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    Instrucción en el IR

    La instrucción viaja de la memoria a la CPU y se guarda en el IR mediante el Bus de Datos.

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    Decodificación de la instrucción

    Se analiza la instrucción para determinar el tipo de operación y los operandos necesarios.

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    Cálculo de dirección del operando

    Se determina dónde se encuentra el operando en la memoria o E/S, según la instrucción.

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    Búsqueda del operando

    Acceso a la Memoria o E/S para obtener el operando necesario.

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    Operación sobre los datos

    Realización de la operación matemática (suma, resta, etc.) sobre los operandos en la CPU.

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    Cálculo de dirección del resultado

    Se calcula la dirección donde se almacenará el resultado de la operación realizada.

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    Almacenamiento del resultado

    Se almacena el resultado en Memoria o E/S, usando de nuevo los buses.

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    Procesamiento de vectores

    Algunas instrucciones procesan componentes de vectores, repitiendo estados 4 a 8.

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    Modo de Direccionamiento Inmediato

    El operando se codifica en la instrucción misma, no se necesita buscar en memoria.

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    Limitación del Modo Inmediato

    El tamaño del operando está restringido al tamaño del campo de direccionamiento.

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    Modo de Direccionamiento Directo

    La instrucción contiene la dirección de memoria del operando directamente.

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    Acceso a Memoria en Modo Directo

    El CPU busca el operando en la dirección especificada por la instrucción.

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    Uso del Modo Directo

    Se utiliza para acceder a variables globales conocidas al tiempo de compilación.

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    Modo de Direccionamiento por Registro

    El operando se encuentra en un registro del CPU, no en memoria.

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    Ventaja del Modo por Registro

    Ocupa menos bits que la referencia a una dirección de memoria.

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    Comparación Modo Directo y por Registro

    Ambos son similares, pero uno usa memoria y el otro hace referencia a registros internos.

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    Máquina de tres direcciones

    Máquina que utiliza 72 bits para instrucciones, incluyendo 3 direcciones.

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    Máquina de dos direcciones

    Utiliza 48 bits de instrucción, donde el primer operando también es el destino.

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    Información implícita

    Datos no explícitos en la instrucción, como el destino de un resultado.

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    Instrucción ADD

    Realiza la suma entre dos operandos, guardando el resultado en el primero.

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    Operación MOV

    Transfiere datos entre registros o memoria.

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    Máquina de una dirección

    Modelo que usa un único operando y el acumulador para almacenar el resultado.

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    Acumulador

    Registro de CPU que almacena el operando y resultado de la operación.

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    Instrucción LOAD

    Carga un valor en el acumulador desde la memoria.

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    Study Notes

    Resumen de temas de Computadoras

    • Una computadora es una máquina digital programable y sincrónica con capacidad de cálculo numérico y lógico, controlada por un programa almacenado y con la posibilidad de comunicación con el mundo exterior.
    • Es digital porque las señales eléctricas y la información se representan en forma discreta, usando 0 y 1.
    • Es sincrónica porque las operaciones se coordinan mediante un reloj central.
    • Está controlada por un programa (a diferencia de una calculadora), lo que significa que tiene instrucciones almacenadas internamente.
    • Está comunicada con el mundo exterior a través de dispositivos periféricos.

    Arquitectura de Von Neumann

    • La mayoría de las computadoras actuales se basan en la arquitectura de Von Neumann.
    • Esta arquitectura incluye componentes como la Unidad Aritmético-Lógica (ALU), unidad de control (UC) y memoria.
    • La ALU realiza operaciones aritméticas y lógicas.
    • La UC controla la secuencia de operaciones y coordina el funcionamiento de los componentes.
    • La memoria almacena las instrucciones y los datos.
    • Se necesitan componentes para procesar datos, almacenar información y una forma de interaccionar con el mundo exterior.

    Componentes de una computadora

    • Unidad Central de Procesamiento (CPU): Es el cerebro de la computadora, está compuesta por la unidad de control y la unidad aritmética lógica y los registros de la computadora.
    • Memoria Principal: Almacenamiento rápido para instrucciones y datos que la CPU necesita de forma inmediata.
    • Memoria Secundaria: Almacenamiento masivo de datos (ej, discos duros).
    • Dispositivos de Entrada: Permite introducir datos a la computadora (ej. teclado, mouse, escáner).
    • Dispositivos de Salida: Muestra los resultados de la computación a los usuarios (ej. pantalla, impresora).

    Memoria

    • ROM (Read-Only Memory): Memoria no volátil, contiene instrucciones básicas para el inicio del sistema.
    • RAM (Random Access Memory): Memoria volátil, se usa para almacenar datos e instrucciones en uso. Se borra al apagar la computadora.
    • Memoria Cache: Memoria intermedia entre la CPU y la memoria principal, para dar un acceso más rápido a los datos.

    Software

    • El software son los programas que se ejecutan en la computadora.
    • Comprende programas como el sistema operativo, aplicaciones de usuario, etc.

    Buses de comunicación

    • Bus de Control: Controla las operaciones de los componentes, gestiona la secuencia de ejecución y verifica el estado de los dispositivos.
    • Bus de Datos: Se usa para transferir datos entre los componentes.
    • Bus de Direcciones: Transporta la dirección del dato a acceder (o la instruccion).

    Tipos de Software:

    • Aplicaciones: Software desarrollado para realizar tareas específicas en la máquina. Ej: procesador de textos, hojas de cálculo, bases de datos, etc.
    • Sistema Operativo: Software base que controla los recursos del sistema, como el hardware, los periféricos y las aplicaciones. Ejemplos: Windows, macOS, Linux, Android, iOS, etc.

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    Resumen COC PDF

    Description

    Este cuestionario se centra en las funciones esenciales de la CPU y su operación, incluyendo la descripción de componentes como el Contador de Programa y el Registro de Instrucción. También se exploran temas relacionados con la decodificación de instrucciones y la gestión de interrupciones en la ejecución de programas.

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