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Questions and Answers
¿Cuál es la principal ventaja de una unidad de control microprogramada respecto a una cableada?
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¿Cuál de los siguientes tipos de instrucciones no forma parte de las instrucciones de CPU?
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¿Cuál es la principal función de la memoria ROM?
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¿Cuál de los siguientes tipos de memoria ROM se puede programar y borrar varias veces?
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¿Qué elemento se utiliza normalmente para designar la operación a realizar en una instrucción?
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¿El firmware se define como?
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¿Qué aspecto no se considera una característica de la placa base?
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¿Qué describe mejor el término 'factor de forma' en relación con la placa base?
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En la estructura de instrucción, ¿qué representa el término 'direccionamiento'?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la memoria Flash es correcta?
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¿Qué se considera una característica importante al seleccionar una tarjeta de memoria RAM?
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¿Cuál de las siguientes latencias es la más influyente en la latencia total?
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¿Cómo se caracteriza la memoria volátil?
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¿Cuál es el tiempo total requerido para un ciclo de memoria?
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¿Qué describe el modo de acceso de la memoria RAM?
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¿Cuál es una característica del puerto paralelo?
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¿Qué función principal tienen los conectores PS/2?
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¿Cuál de los siguientes puertos es considerado el más versátil que se utiliza en la actualidad?
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¿Cuál de estas afirmaciones sobre el puerto VGA es correcta?
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¿Cuál es la función de los conectores de sonido identificados por el color rojo o rosa?
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Study Notes
Introducción al tema
- El tema es sobre la CPU, la memoria principal, la placa base, los buses y las tarjetas, así como periféricos y memoria secundaria.
Arquitectura Von Neumann
- En 1945, Von Neumann describió el fundamento de todo ordenador electrónico con programas almacenados.
- Describió cómo un ordenador funciona con sus unidades conectadas permanentemente coordinadas por la unidad de control (CPU).
- La base del funcionamiento de los ordenadores sigue siendo la misma, a pesar de los avances tecnológicos y la complejidad de las arquitecturas iniciales.
Partes básicas de la CPU
- Unidad de control
- ALU (Unidad Aritmético-Lógica)
- Memoria
- Dispositivos de entrada y salida
CPU - Componentes
- El CPU está físicamente formado por circuitos electrónicos integrados en un microprocesador.
- El microprocesador ejecuta instrucciones mediante una unidad de control y operaciones aritméticas y lógicas por la unidad aritmético-lógica (ALU).
Tipos de Instrucciones
- Transferencia de datos: Copian datos sin modificar el origen.
- Aritméticas: Operaciones como sumas, restas, multiplicaciones y divisiones.
- Lógicas: Incluyen comparaciones, cruciales para cualquier programa.
- Control de flujo: Permiten saltar a otras partes del programa.
- Instrucciones de E/S (Entrada/Salida): Manejo de datos con dispositivos externos.
Formatos de instrucción
- Una instrucción se divide en código de la operación (CO) y datos.
- El CO designa la operación a realizar y se representa con mnemónicos en lenguaje ensamblador.
- Los datos de la operación varían según la instrucción.
Modos de direccionamiento
- Los modos de direccionamiento definen cómo se especifica un operando (dato) en una instrucción.
- Hay diferentes modos como inmediato, directo e indirecto.
CPU - ALU (Unidad Aritmético-Lógica)
- La ALU lleva a cabo las operaciones aritméticas y lógicas.
- Contiene circuitos como sumadores, multiplexores y restadores.
- Almacena los resultados de las operaciones en el acumulador o en otros registros específicos.
Microprocesador
- El CPU es físicamente un microprocesador, un circuito electrónico integrado en una sola pastilla o chip.
- Puede contener una o más CPUs y es el encargado de ejecutar programas.
- Está conectado a la placa base por un zócalo específico.
- La refrigeración del microprocesador es crucial.
Evolución del microprocesador
- Los primeros microprocesadores Intel (4004, 8008, 8086/8088, 80286, 80386) marcaron etapas en el desarrollo de la tecnología.
- Los microprocesadores modernos manejan arquitecturas de 64 bits.
- Intel y AMD son los principales fabricantes.
Funciones del microprocesador
- Almacena las instrucciones de la memoria principal para su ejecución.
- Decodifica las instrucciones para llevar a cabo las operaciones necesarias.
- Genera pulsos de tiempo para la sincronización de operaciones.
- Almacena datos en el banco de registros.
- Realiza las operaciones aritméticas y lógicas.
Otros Componentes de CPU
- La unidad de coma flotante (FPU): Realiza cálculos de coma flotante
- Unidad de gestión de memoria (MMU): Maneja la memoria.
- Caché: Acelera las lecturas y escrituras en la memoria.
Características de Microprocesador
- Frecuencia de reloj: Indica la velocidad de operaciones por segundo.
- Núcleos/Cores: CPUs integradas para aumentar el rendimiento.
- Memoria caché: Área de almacenamiento rápido de datos.
- Zócalo: Conector para fijar el microprocesador a la placa base.
Memoria Principal
- La memoria primaria temporalmente almacena datos y programas para la CPU.
- La memoria principal es parte inseparable del microprocesador, conectadas a través de buses de datos y direcciones.
- Determinado su ancho, la capacidad del microprocesador para direccionamiento.
Estructura de Memoria Principal
- La memoria se estructura en celdas, cada una con una posición relativa.
- Cada celda almacena información específica.
- El registro de dirección de memoria indica la posición de la celda.
- El registro de información guarda el dato durante las operaciones de lectura o escritura.
Características de la Memoria Principal
- Velocidad efectiva: Ciclos del reloj multiplicados por 2.
- Ancho de banda: Frecuencia y ancho del bus de datos utilizado para transferencia.
- Latencia: Ciclos de reloj entre la solicitud del dato y su transmisión. Latencia total se compone de ACTIVE, RAS, CAS y PRECHARGE.
- Capacidad: Cantidad de información que almacena. Se mide en unidades de bits, bytes o palabras.
- Modo de acceso: Permite el acceso aleatorio a la información a partir de la dirección solicitada.
- Volátil: La información se pierde al apagar el equipo, excepto en DRAM que requiere refrescos.
- Tipos de memoria : SRAM, DRAM.
Tecnología de Fabricación
- Basadas en biestables (flip-flops)
- Basadas en condensadores (DRAM)
Memoria ROM
- Memoria de solo lectura, no volátil, almacena información independiente al suministro de energía.
- La BIOS se guarda en ROM, con un sistema de entrada y salida básico que inicializa el equipo.
Memoria ROM Tipos
- ROM (Read-Only Memory): Contenido definido durante la fabricación.
- PROM (Programable ROM): Programable una sola vez.
- EPROM (Borrable PROM): Programable y borrable más de una vez.
- EEPROM (Electrónicamente PROM: programable, borrable y reprogramable eléctricamente.
- Flash: La más común.
La Placa Base
- Es una tarjeta de circuito impreso donde se conectan los componentes del ordenador.
- El tamaño de la placa base limita la capacidad del ordenador.
Elementos de la Placa Base
- Chipset (Northbridge y Southbridge): Coordina la transferencia de datos.
- Socket del procesador: Conector para el microprocesador.
- Conectores RAM: Donde se coloca la memoria RAM.
- Ranuras de expansión (Slots): Para conectar tarjetas adicionales.
- Conectores de entrada/salida: Puertos para conectar dispositivos externos (USB, VGA, RJ45, serie, paralelo etc).
- Reloj en tiempo real: Para mantener la hora y fecha.
- CMOS: Memoria RAM alimentada por pila para guardar la configuración del sistema.
- BIOS: Programa que gestiona la comunicación entre el sistema operativo y la placa base.
Buses
- Son las vías para la circulación de datos, instrucciones y direcciones entre las partes del sistema.
Tarjetas
- Tarjetas gráficas, de sonido y de red, insertados en las ranuras de expansión.
- Muchas funcionalidades de las tarjetas son ahora integradas en la placa base.
Periféricos
- Componentes que se conectan al ordenador para comunicación e intercambio de información.
- Se clasifican como de entrada, salida, y entrada/salida.
- Controladores de entrada/salida: Conectan los periféricos a la placa base.
Dispositivos de entrada
- Teclado
- Ratón
- Escáner
- Lector de tarjetas biométricas
- Sistemas biométricos
- Tabletas digitalizadoras
Dispositivos de salida
- Monitores
- Impresoras
- Altavoces
- Auriculares
Dispositivos Entrada/Salida
- Pantalla táctil
- Tarjetas de conexiones de red externas
- Móviles, Tablets, etc.
Memoria Secundaria
- Almacenamiento masivo y permanente.
- Tecnología: Magnética (disco duro, unidades flash), Óptica (CD, DVD, BluRay etc)
- Mayor capacidad que la memoria principal pero menor velocidad.
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