Cuestionario de Preguntas Arquitectura

CAPITULO 3: PERSPECTIVA DE ALTO NIVEL DEL FUNCIONAMIENTO Y DE LAS INTERCONEXIONES DEL COMPUTADOR 3.1 ¿Qué tipos generales de funciones especifican las instrucciones de un computador?  Procesador – Memoria: Transferencia de datos desde o hacia memoria.  Procesador – E/S: Transferencia de datos desde o hacia el exterior a través de un modulo de E/S.  Procesamiento de Datos: Alguna operación aritmética o lógica con los datos.  Control: Una instrucción puede especificar que la secuencia de ejecución se alter 3.2 ¿Enumere y defina brevemente los estados posibles que determina la ejecución de una interrupción? 1) Calculo de dirección de la instrucción (IAC, Instruction Address Calculation) determina la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar. 2) Captación de instrucción (if, InstructionFetch): la CPU lee la instrucción desde su posición en memoria. 3) Decodificación de la operación indicada en la instrucción (IOD, InstructionOpertionDecoding): analiza la instrucción para determinar el tipo de operación a realizar y el (los) operando(s) a utilizar. 4) Cálculo de dirección del operando (OAC, OperandAddressCalculation): si la instrucción implica una referencia a un operando en memoria o disponible mediante E/S, determina la dirección del operando. 5) Captación de Operador (OF, OperandFetch): capta el operando desde memoria o se lee desde el dispositivo de E/S 6) Operación con los datos (DO, Data Opertion): realiza la operación indicada en la instrucción. 7) Almacenamiento de Operando (OS, OperandStore): describe el resultado en memoria o lo saca a través de un dispositivo de E/S. 3.3 ¿Enumere y defina brevemente dos aproximaciones para gestionar las interrupciones múltiples?  Desactivar las interrupciones mientras se esta ocupando una interrupción.  Definir prioridades para las interrupciones y permitir que una interrupción de prioridad mas alta pueda interrumpir a un gestor de interrupción de prioridad menor. 3.4 ¿Qué tipos de transferencias debe permitir la estructura de interconexión (Por ejemplo un bus) de un computador?  Memoria a procesador.- el procesador lee una instrucción o un dato desde la memoria.  Procesador a memoria.- el procesador escribe un dato en la memoria.  E/S a Procesador.- el procesador lee datos de un dispositivo de E/S a travez de un modulo de E/S.

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Procesador a E/S.- el procesador envía datos al dispositivo de E/S. Memoria a E/S y viceversa.- en estos dos casos un modulo de E/S puede intercambiar datos directamente con la memoria, sin que tenga que pasar a través del procesador, utilizando el acceso directo a memoria (DMA).

3.5 ¿Qué ventajas tiene una arquitectura de varios buses frente a otra de bus único? Con múltiplos buses, hay menos dispositivos por bus. Esto reduce el retraso de propagación, porque cada bus puede ser más corto, y reduce efectos de cuello de botella

3.6 ¿Enumere y defina brevemente los grupos de líneas de señal para el bus PCI?   

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Terminales (pastillas) de sistema: construidas por los señales de reloj y de inicio (reset). Terminales de dirección y datos: incluye 32 líneas para datos y direcciones multiplexadas en el tiempo. Terminales de control de la interfaz.- controlan la temporalización de las transferencias y proporcionan coordinación entre los que la inician y los destinatarios. Terminales de arbitraje.- a diferencia de las otras líneas de señal del PCI, estas no son compartidas. Terminales para señales de error.- utilizadas para errores de paridad u otros. Terminales de interrupción.- para los dispositivos PCI que deben generar peticiones de servicio. Terminales de soporte de cache.- necesarios para permitir memoria cache en el bus PCI asociadas a un procesador o a otro dispositivo. Terminales de Ampliación a bus de 64 bits: incluye 32 líneas multiplexadas en el tiempo para direcciones y datos y se combinan con las líneas obligatorias de dirección y datos para construir un bus de direcciones y datos de 64 bits. Terminales de test (JTAG/ Boundary Sean): estas señales se ajustan al estándar IEEE 1149,1 para la definición de procedimientos de test.

CAPITULO 4: MEMORIA CACHÉ 4.1. Qué diferencias hay entre acceso secuencial, acceso directo y acceso aleatorio? La memoria está organizada en unidades de datos, denominadas registros.  Acceso secuencial: se debe hacer en una secuencia lineal específica  Acceso directo: Los bloques individuales o registros de tener una dirección única basada en la ubicación física. El acceso se logra por el acceso directo para llegar a una vecindad en general, más la búsqueda secuencial, contando, o a la espera de llegar a la ubicación final.

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Acceso aleatorio: Cada localización direccionable en la memoria tiene un único, conectado físicamente-en el tratamiento de mecanismo. El tiempo para acceso a una ubicación dada es independiente de la secuencia de los accesos anteriores y es constante.

4.2 Cuál es la relación general entre tiempo de acceso, coste y capacidad de memoria?  Mientras más rápido sea el tiempo de acceso, mayor es el costo por bit y mayor capacidad,  Menor tiempo de acceso, menor costo por bit y una mayor capacidad 4.3. ¿Cómo se relaciona el principio de localidad con el uso de múltiples niveles de memoria? Es posible para organizar los datos a través de una jerarquía de memoria de tal manera que el porcentaje de accesos a cada nivel sucesivamente inferior es sustancialmente menor que la de la nivel por encima. Debido a las referencias de memoria tienden a agruparse, los datos en la mayor memoria de nivel no es necesario cambiar muy a menudo para satisfacer las solicitudes de acceso a memoria. 4.4. ¿Qué diferencias existen entre las correspondencias directa, asociativa y asociativa por conjuntos? En un sistema de caché, los mapas de asignación directa de cada bloque de memoria principal en una solalínea de caché sea posible. mapeo asociativo permite a cada loque de memoria principal para ser cargado en cualquier línea de la caché. En conjunto asociativo de mapas, la caché se divide en una serie de conjuntos de líneas de caché; cada bloque de memoria principal puede ser asignada a cualquier línea de un conjunto en particular. 4.5. Para una caché con correspondencia directa, una dirección de memoria principal es vista como tres campos. Enumere y defina estos campos. Un campo identifica una única palabra o byte dentro de un bloque de memoria principal. Los otros dos campos de especificar uno de los bloques de memoria principal. Estos dos campos son un campo de línea, que identifica una de las líneas de la caché, y un campo de etiqueta, que identifica uno de los bloques que pueden caber en esa línea 4.6. Para una caché con correspondencia asociativa una dirección de memoria principal es vista como dos campos. Enumere y defina estos campos Un campo de etiqueta identifica un bloque de memoria principal. Un campo de la palabra identifica a una única palabra o byte dentro de un bloque de memoria principal

4.7. Para una cache con correspondencia asociativa, una dirección de memoria es vista como tres campos. Enumere y defina estos Campos. 1. Un campo identifica una única palabra o byte dentro de un bloque de memoria principal. Los otros dos campos sirven para especificar uno de los bloques de memoria principal. Estos dos campos son:

2. Un campo establecido, que identifica a uno de los juegos de la memoria caché, y 3. Un campo de etiqueta, que identifica uno de los bloques que pueden caber en ese conjunto. 4.8. Que diferencia hay entre localidad espacial y localidad temporal  Localidad espacial se refiere a la tendencia de ejecución de involucrar a un número de memoria localidades que se agrupan.  Localidad temporal se refiere a la tendencia de un procesador para acceder a posiciones de memoria que se han utilizado recientemente 4.9. En general ¿Cuáles son las estrategias para explotar la localidad espacial y la localidad temporal? Localidad espacial es generalmente explotado por el uso de grandes bloques de memoria caché y por la incorporación de mecanismos de prelectura (ir a buscar los artículos de uso anticipado) en ella lógica de control de caché. Localidad temporal es explotada por mantener usado recientemente instrucción y los valores de datos en la memoria caché y por la explotación de una jerarquía de caché

CAPITULO 5: MEMORIAS INTERNAS 5.1 ¿Cuáles son las propiedades clave de las memorias semiconductoras? Exhiben dos estable (o semiestable) estados, que pueden ser utilizados para representar binario 1 y 0, sino que son capaces de ser escrita en (al menos una vez), para establecer el estado; que son capaces de ser leído para detectar el estado

5.2 ¿Cuál de los 2 significados se está empleando para el término memoria de acceso aleatorio? (1)Una memoria en la que las palabras individuales de la memoria se acceden directamente a través, cableada en el tratamiento de la lógica. (2) De memoria de semiconductores principal en el que es posible tanto para leer datos de la memoria y para escribir nuevos datos en la memoria fácilmente y rápidamente.

5.3 ¿Qué diferencia hay, en cuanto a aplicaciones, entre DRAM y SRAM? SRAM se utiliza para la memoria caché (tanto dentro como fuera del chip), y se utiliza para la memoria DRAM la memoria principal.

5.4 ¿Qué diferencia hay entre DRAM y SRAM en cuanto a características tales como velocidad, tamaño y coste?

SRAM generalmente tienen tiempos más rápidos de acceso que las DRAM. DRAM son menos caro y más pequeño que las SRAM.

5.5. ¿Explique porque uno de los tipos de RAM se considera analógico y el otro digital? Una celda DRAM es esencialmente un dispositivo analógico utilizando un condensador, el condensador puede almacenar cualquier valor de carga dentro de un rango; un valor de umbral determina si el carga se interpreta como 1 o 0. Una célula SRAM es un dispositivo digital, en el que binario Los valores se almacenan utilizando tradicionales del flip-flop puerta lógica-configuraciones. 5.6. ¿Indique algunas aplicaciones de las ROM? Microprogramada, memoria de la unidad de control, subrutinas de la biblioteca de frecuencia quería funciones, programas del sistema; tablas de funciones.

5.7Que diferencia hay entre memoria EPRO, EEPROM y flash? EPROM se lee y escribe eléctricamente; antes de una operación de escritura, todo el almacenamiento células deben ser borradas al mismo estado inicial por la exposición del chip envasada para la radiación ultravioleta. Erasure se lleva a cabo por el resplandor de una luz ultravioleta intensa a través de una ventana que se ha diseñado en el chip de memoria. EEPROM es una lectura sobre todo la memoria que se puede escribir en cualquier momento sin borrar el contenido de la técnica; sólo el byte o bytes dirigida se actualizan. La memoria flash es intermedia entre EPROM y EEPROM, tanto en costo y funcionalidad. Como la EEPROM, memoria flash utiliza una tecnología eléctrica borrada. Una memoria flash puede ser toda borrado en uno o unos pocos segundos, que es mucho más rápido que la EPROM. Además, es posible borrar a pocas cuadras de la memoria en lugar de un chip completo. Sin embargo, el flash la memoria no proporciona a nivel de byte borrado. Al igual que la EPROM, utiliza la memoria flash sólo un transistor por bit, y así logra la alta densidad (en comparación con EEPROM) de EPROM 5.8. ¿Explique la función de cada uno de los terminales de la figura 4.5b?

A0 - A1 = líneas de dirección. CAS = dirección de la columna seleccionar:. D1-D4 = líneas de datos. NC: = sin conectar. OE: habilitación de salida. RAS = dirección de selección de fila. Vcc: = fuente de tensión. VSS: = tierra. WE: habilitación de escritura.

5.9. ¿Que es un bit de paridad? Un poco anexa a una matriz de dígitos binarios para hacer la suma de todas las binario dígitos, incluyendo el bit de paridad, siempre impar (paridad impar) o siempre, incluso (aunque paridad) 5.10. ¿Cómo se interpreta el síndrome en el código Hamming? Un síndrome es creado por el XOR del código en una palabra con una versión calculada de ese código. Cada bit del síndrome es 0 o 1 según si hay o no una coincidencia en esa posición de bit para las dos entradas. Si el síndrome contiene todos los 0, se detecta que no hay error. Si el síndrome contiene uno y sólo un bit 1, entonces, ha ocurrido un error en uno de los 4bits de verificación. No es necesaria una corrección. Si el síndrome contiene más de un bit 1, entonces el valor numérico del síndrome indica la posición del bit de datos en el error.Este bit de datos se invierte para su corrección.

5.11. ¿Qué diferencia hay entre una SDRAM y una DRAM convencional? A diferencia de la DRAM tradicional, que es asincrónica, los intercambios de datos SDRAM con el procesador sincronizado a una señal de reloj externo y correrá la velocidad máxima del bus del procesador/ memoria sin imponer estados de espera.

CAPITULO 6: MEMORIAS EXTERNAS 6,1 ¿Cuáles son las ventajas de usar un sustrato de cristal en un disco magnético? Mejora en la uniformidad de la superficie de la película magnética para aumentar discofiabilidad. Una reducción significativa en los defectos superficiales en general para ayudar a reducirlectura / escritura de errores. Capacidad para apoyar a alturas más bajas de moscas (que se describe más adelante). Mejor rigidez para reducir la dinámica de disco. Mayor capacidad para soportar golpes ydaño 6,2 ¿Cómo se escriben los datos en un disco magnético? El mecanismo de escritura se basa en el hecho de que la electricidad que fluye a través de una bobinaproduce un campo magnético. Los pulsos se envían a la cabeza de escritura, y los patrones magnéticosse registran en la superficie inferior, con diferentes patrones de positivo y negativocorrientes. Una corriente eléctrica en el alambre induce un campo magnético a través del hueco,que a su vez magnetiza un

área pequeña del medio de grabación. La inversión de ladirección de la corriente se invierte la dirección de la magnetización en elmedio de grabación. 6.3 ¿Cómo se leen los datos en un disco magnético? La cabeza de lectura consiste en una parte protegida magnetorresistencia (MR) del sensor. La Material de MR tiene una resistencia eléctrica que depende de la dirección de lamagnetización del medio de moverse por ella. Al pasar una corriente a través del Sensor de MR, los cambios de resistencia son detectados como señales de voltaje. 6.4 Explicar la diferencia entre un sistema de grabación CAV y de varias zonas. Para la velocidad angular constante (CAV) del sistema, el número de bits por pista esconstante. Un aumento de la densidad se logra con la grabación zonal múltiple, enque la superficie se divide en un número de zonas, con zonas más lejos delcentral que contiene más bits que las zonas más cercanas al centro. 6.5 Definir los términos pista, cilindro y sector. En un disco magnético los datos se organizan en el plato en un conjunto de anillos concéntricos, llamadas pistas. Los datos se transfieren hacia y desde el disco en sectores. Para un disco condiscos múltiples, el conjunto de todas las pistas en la misma posición relativa en el platose refiere como un cilindro. 6.6 ¿Cuál es el tamaño típico de un sector de un disco? De 512 bytes. 6.7 Definir los términos tiempo de búsqueda, retardo rotacional, tiempo de acceso y tiempo de transferencia. En un sistema móvil de cabeza, el tiempo que tarda para posicionar la cabeza en la pista esconocido como tiempo de búsqueda. Una vez seleccionada la pista, el controlador de disco espera hasta que elsector correspondiente gira para alinearse con la cabeza. El tiempo que tarda elcomenzando del sector para llegar a la cabeza se conoce como retraso rotacional. La suma deel tiempo de búsqueda, si los hay, y el retraso de rotación es igual al tiempo de acceso, que es eltiempo que tarda en llegar a la posición de leer o escribir. Una vez que la cabeza está en posición, elleer o escribir en la operación se realiza como se mueve el sector debajo de la cabeza, lo quees la parte de transferencia de datos de la operación y el tiempo para la transferencia es eltiempo de transferencia. 6,8 ¿Qué características comunes comparten todos los niveles de RAID? 1. RAID es un conjunto de unidades de disco físico vistas por el sistema operativo como una solala unidad lógica. 2. Los datos se distribuyen a través de las unidades físicas de una matriz. 3. La capacidad del disco redundante se utiliza para almacenar información de paridad, que garantizalos datos de recuperación en caso de un fallo de disco. 6.9 Definir brevemente los siete niveles de RAID. 0: no redundante 1: espejo, cada disco tiene un disco duplicado que contenga la mismaDato

2: redundantes a través de código de Hamming, un código de corrección de errores se calculaa través de los bits correspondientes en cada disco de datos y los bits del código están almacenados enlas posiciones de los bits correspondientes en múltiples discos de paridad 3: Bit de paridad de entrelazado.; semejante al nivel 2 pero en lugar de un código de corrección, un bit de paridad simple escalculado para el conjunto de bits individuales en la misma posición en todos los discos de datos. 4: Bloque de entrelazado de la paridad, una tira de bit de paridad-por-bit se calcula a través detiras correspondientes en cada disco de datos y los bits de paridad se almacenan en elfranja correspondiente en el disco de paridad 5: bloque de paridad distribuida; similar al nivel 4, pero distribuye las tiras de paridad entre todos los discos 6: Bloque intercalado de doble paridad distribuidos; dos diferentes cálculos de paridad se llevan a caboy se almacena en bloques separados en discos diferentes. 6.10 Explicar el término datos divididos. El disco se divide en tiras, las tiras pueden ser bloques físicos, sectores o alguna otra unidad. Las tiras se asignan turnos de miembros de la matriz consecutivos. Un conjuntode tiras lógicamente consecutivos que asigna exactamente una tira a cada miembro de la matriz esconoce como una banda. 6.11 ¿Cómo se consigue redundancia en un sistema RAID? A nivel de RAID 1, la redundancia se logra teniendo dos copias idénticas de todos losdatos. Para niveles más altos, la redundancia se consigue mediante el uso de corrección de errorescódigos. 6.12 En el contexto de RAID, ¿Cuál es la diferencia entre acceso paralelo y acceso independiente? En una matriz de acceso paralelo, todos los discos miembros participar en la ejecución de cada Solicitud de E /. Típicamente, los husillos de las unidades individuales están sincronizados de maneraque cada cabeza del disco está en la misma posición en cada disco en un momento dado. En unaacceso a una matriz independiente, cada disco miembro opera en forma independiente, de modo queseparan a las peticiones de E / S puede ser satisfecha de forma paralela. 6.13 ¿Cuál es la diferencia entre CAV y VLV? Para la constante de velocidad angular (CAV) del sistema, el número de bits por pista esconstante. En una velocidad lineal constante (CLV), el disco gira más despacio paraacceder a cerca del borde exterior que para aquellos cerca del centro. Así, la capacidad de unpista y el retraso rotacional tanto aumento de las posiciones más cercanas al borde exterior delel disco 6.14. ¿En que se diferencia un CD de un DVD en lo que respecta a la capacidad de este último? La técnica de grabación típica usado en cintas de serie se denomina grabaciónserpentina. En esta técnica, cuando los datos están siendo grabados, el primer conjunto de bits se registra a lo largo de toda la longitud de la cinta. Cuando el extremode la cinta se alcanza, las cabezas se reposiciona para grabar una nueva

pista, y la cinta se registra de nuevo en toda su longitud, esta vez en la dirección opuesta. Ese proceso continúa, de ida y vuelta, hasta que la cinta está llena. 6.15. Explique la grabación en serpentina

1. Los bits se empaquetan más de cerca en un DVD. El espacio entre los bucles deuna espiral en un CD es de 1,6 um y la distancia mínima entre pozos a lo largo de la espiral es 0,834 um. El DVD usa un láser con menor longitud de onda y alcanza una distancia de bucle de 0,74 um y una distancia mínima entre pozos de 0,4 um. El resultado de estas dos mejoras es un aumento de siete veces en la capacidad, a alrededor de 4,7 GB. 2. El DVD cuenta con una segunda capa de pozos y tierras en la parte superior de la capa de abetos de un DVD de doble capa tiene una capa semireflective en la parte superior de la capa reflectante, y ajustando el enfoque, los láseres en las unidades de DVD pueden leer cada capa por separado. Esta técnica casi duplica la capacidad del disco, a aproximadamente 8,5 G. la reflectividad más baja de la segunda capa limita su capacidad de almacenamiento de modo que una duplicación completa no se consigue. 3. El DVD-ROM puede ser de dos caras, mientras que los datos se graban en un solo lado de un CD. Esto hace que la capacidad de TOTL hasta 17 GB.

CAPITULO 7: ENTRADA SALIDA 7.1 Enumere tres clasificaciones generales de dispositivos externos o periféricos Legible por el hombre: Adecuado para la comunicación con el usuario de la computadora. Máquina legible: Adecuado para la comunicación con el equipo. Comunicación: Adecuado para comunicarse con dispositivos remotos 7.2 Que es el IRA (International Reference Alphabet) El código de texto más utilizado es el Alfabeto Internacional de Referencia (IRA), en el que cada carácter está representado por un código binario único 7-bits, por lo que, 128 caracteres diferentes se pueden representar. 7.4 Enumere y defina brevemente tres técnicas para realizar la E/S. Programado E/S: el procesador un orden de E/S, en nombre de un proceso, a un módulo de E/S; ese proceso ocupado-espera entonces por el funcionamiento a ser completado antes de proceder. Interrupción-manejado E/S: El procesador emite un orden de E/S en nombre de un proceso, continúa ejecutando las instrucciones subsecuentes, y se interrumpe por el módulo de E/S cuando el último ha completado su trabajo. Las instrucciones subsecuentes pueden estar en el mismo proceso, si no es necesario para ese proceso esperar por la realización del E/S. Por otra parte el proceso se suspende pendiente la interrupción y otro trabajo ha realizado. El acceso de memoria directo (DMA): Un módulo de DMA controla el intercambio de datos entre la memoria principal y un módulo de E/S. El procesador envía una demanda para el traslado de bloque de s de datos al módulo de DMA y sólo se interrumpe después de que el bloque entero se ha transferido. 7. 5¿Cuál es la diferencia entre E/S asignada en memoria y E/S aislada? Con la memoria, E/S asignada, hay un único espacio de direccionespara las localizacionesde memoria ydispositivos I/O. El procesadortrata losregistros de estadoy datosde los módulosde E/Scomo la ubicaciónde memoriay utiliza lainstrucción de la máquinamismapara acceder ala memoria ydispositivos I/O. Conaislado comoE/S, un comando especificasi la direccióndereferencia a una ubicaciónde memoria oun dispositivo de E/S. Lagama dedireccionespuede estar disponiblepara ambos.