U4 y U5: ACO

Question 1

5 partes de la Arquitectura de Von NEUMANN

Answer 1

Las computadoras con esta arquitectura constan de 5 partes:
1) Unidad aritmético - lógica (ALU)
2) Unidad de control (UC)
3) Memoria RAM
4) Dispositivos de entrada y salida
5) Los buses (De datos, de instrucciones y de control)

Question 2

Unidad aritmético - lógica (ALU)

Answer 2

Sirve para realizar las operaciones aritméticas (suma, resta, etc) o lógicas (and, or, nor, etc) que le ordena la UC, siendo auxiliada por registros acumuladores para guardar transitoriamente resultados de datos, la ALU es pasiva, no puede emitir orden alguna. No ejecuta instrucciones.
Su función es ejecutar instrucciones aritméticas y lógicas.

Question 3

Unidad de control (UC)

Answer 3

La UC tiene a su cargo el secuenciamiento de las instrucciones necesarias que deben realizar los circuitos involucrados en la ejecución de cada instrucción; según el código de la misma: y también tiene a su cuidado el orden de ejecución de las instrucciones de un programa, conforme como este fue establecido.
Encargada de la búsqueda, decodificación de las instrucciones y de generación de las señales de control para la ejecución de estas ultimas. es un circuito secuencial o autómata finito.

Question 4

Bus

Answer 4

Es una estructura de interconexión para la comunicación selectiva entre dos o mas módulos de una computadora, a fin de poder transmitir información entre dos módulos por vez. En un bus encontramos líneas de direcciones, datos y señales de control denominados bus de direcciones, bus de datos y bus de control.
sistema de interconexión compartido.
Están formados por pistas o conductores (líneas) que pueden tomar dos valores lógicos. Cada linea transmite un bit.

Question 5

Microprocesador (CPU)

Answer 5

Es la parte de la computadora diseñada para llevar a cabo o ejecutar los programas. Viene siendo el cerebro de la computadora. Solo ejecuta instrucciones programadas en lenguaje de bajo nivel, realizando operaciones aritméticas y logicas simples. Esta unidad central de procesamiento esta construida esencialmente por: Registros, UC, ALU, UNIDAD DE CALCULO EN COMA FLOTANTE. Es un chip circuito integrado, construido por una base de silicio en la que se encuentra millones de dispositivos electrónicos interconectados.
Rendimiento: Depende de la frecuencia del reloj y de la cantidad de bits que puede operar el micro simultáneamente

Question 6

Memoria principal

Answer 6

Memoria RAM (de acceso aleatorio) a la que accede directamente la unidad central de proceso.
Los datos a ser procesados por la CPU deben estar en esta memoria principal, como asi tmb las instrucciones que dirigen dicho procesamiento.
Se la denomina de esta manera para diferenciarla de la memoria secundaria o externa.
Se suele hablar de memorias terciarias a las memorias de gran capacidad utilizadas para resguardo de datos fuera de linea…
Espacio de direcciones: rango de direcciones de memoria que puede ser utilizado por el procesador.

Question 7

Tipos de Registros

Answer 7

RPG: Registro de Propósito General.
Almacena datos para la ejecución de instrucciones aritméticas o lógicas.
MAR: Registro de Direccionamiento de memoria.
Almacena direcciones de operandos en memoria.
MDR: Registro de datos de memoria.
Almacena datos leídos de la memoria o que serán escritos en la misma.
PC O IP: Contador de programa o puntero de instrucciones.
Puntero a la dirección de la próxima instrucción a ejecutarse .
IR: Registro de Instrucción.
Almacena las instrucciones para ser codificadas.

Question 8

La arquitectura de Harvard

Answer 8

Existen dos memorias separadas, una para instrucciones y otra para datos.
Se necesitan dos buses de dirección y dos de datos.
Se utilizan en memorias Cache y en microcontroladores.
Es una solución al “cuello de botella de la arquitectura de Von Neumann”.

Question 9

qué provee la Arquitectura del set de instrucciones?

Answer 9

provee una abstracción del hardware del procesador.

Question 10

que utiliza el Lenguaje Ensamblador (Assembly) y su formato

Answer 10

Utiliza nombres simbolicos para codigos de operacion y operandos.
El formato de una secuencia en ensamblador es:
[Etiqueta] | Mnemonico |[operando/s] | [Comentarios]

Question 11

Mnemonicos o Nemonicos

Answer 11

Palabra o abreviatura que presenta un código en la programación en ensamblador.
Sumar — add
Restar — sub
Multiplicar — mul
compl. a dos — neg
And — and
Not— not
Almacenar — st (no intel)
Cargar — id (no intel)
Mover — mov
Saltar — jmp
Llamada a procedimiento — call
Entrada / Salida — in, out

Question 12

La arquitectura del Set de intrucciones

Answer 12

Es el nivel “lenguaje de maquina”
Es la visión lógica de la computadora del programador de sistemas. (Assembler o Sistemas Operativos)
La CPU solo puede ejecutar un conjunto de operaciones elementales, como leer o escribir un registro, realizar una sema, etc.
Especifica las características de las instrucciones que puede interpretar y ejecutar el procesador:
1) la cantidad, tamaño y nombre de los registros.
2) el formato y tipo de las instrucciones
3) el modelo u organización de la memoria
4) la disposición de datos multibyte.

Question 13

Registros de Estado (Flags,Efla

Answer 13

este registro esta formado por variables lógicas (banderas o flags) cuyos valores dependen del resultado de una operación aritmética o lógica.
CF: Acarreo: Se setea si hubo un acarreo fuera del registro en op. aritméticos sin signo.
PF: Paridad Se setea cundo el resultado tuvo paridad par.
AF: Acarreo Auxiliar Se setea cundo hay un arcarreo del cuarto bit.
ZF : Cero Igual a 1 si el resultado fue 0.
SF: Signo Se setea (pone a 1) si el resultado de la op. fue negativo.
OF: Overflow Se pone 1 su hubo overflow o desbordamiento en operaciones aritméticas con signo.

Question 14

Secuencia de acciones de la UC

Answer 14

1. Obtener de la memoria la próxima instrucción que corresponde ejecutar
2. Localizar los datos a operar (en la memoria principal, o en un registro)
3. Ordenarle a la ALU que realice con esos datos la operacion indicada
4. Guardar el resultado en un registro acumulador o en memoria principal.

Question 15

UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU/UPC)

Answer 15

Se encuentra contenida en el chip microprocesador central.
Es un conjunto formado por:
- La UC
- La ALU
- Los registros usados durante la ejecucion de cada ejecucion (como RI y AX, entre otros)

Question 16

Memoria principal

Answer 16

La MP almacena las instrucciones de programas, que proximamente seran ejecutadas en la CPU, y los datos que ellas ordenan procesar; asi como resultados intermedios y finales de operaciones sobre datos recientemente llevadas a cabo en la CPU.
Los datos que se procesan y el programa que se ejecuta para ese proceso deben estar en MP.
La MP almacena bits en celdas independientes entre si, que contienen 1 byte(8 bits) de informacion.
Cada celda se localiza en el conjunto mediante un numero binario que la identifica, que constituye su direccion. Este número no se puede alterar, esta establecido circuitalmente.

Question 17

Se puede decir que cada celda de memoria tiene dos números binarios:

Answer 17

• Direccion: numero fijo que permite acceder a una celda
• Contenido: numero de 8 bbits que es la informacion que contiene la celda

Question 18

¿Qué pasa si los datos o instrucciones ocupan más de un byte?

Answer 18

Cuando sucede esto, se almacenan fragmentados en varios bytes, los cuales deben estar contenidos en en celdas correspondientes a posiciones consecutivas de memoria, o sea en direcciones sucesivas.

Question 19

Palabra de Memoria

Answer 19

es el numero maximo de celdas consecutivas que se pueden acceder en una operacion de lectura o escritura de MP. Dicho numero puede ser 1, 2, 4 u 8 bytes(8, 16, 32 y 64 bits respectivamente), dependeinte de la cantidad de lineas de datos que salen del procesador hacia memoria

Question 20

Direccionamiento de memoria:

Answer 20

la accion de direccionamiento consiste en colocar en las linea de direcciones del bus que llegan a MP, la direccion de la celda a la que se quiere acceder, para leerla o escribirla

Question 21

Tiempo de acceso

Answer 21

es el tiempo que transcurre entre que se direcciona una memoria, hasta que aparece en sus salidas (conectadas a las lineas de datos del bus) el contenido de la celda direccionada. Se mide en nanosegundo.

Question 22

Acceso aleatorio

Answer 22

Implica que cualquier posicion puede encontrarse en igual tiempo (para lectura o escritura), sin busqueda alguna. El tiempo de acceso es el mismo para cualquier direccion
- Para este fin se requiere añadir dos registros: RDI y RDA

Question 23

MP =

Answer 23

RAM + ROM

Question 24

Capacidad de memoria

Answer 24

Es la cantidad total de bytes que puede guardar. Una memoria con N celdas tendrá una capacidad de N bytes. Dicho numero siempre es una potencia de dos: n = 2^k

Question 25

Tipos de Buses

Answer 25

• Bus de direccion: CPU -> MP
• Bus de datos: CPU <-> MP
• Bus de Control: CPU -> MP

Question 26

Interrupciones

Answer 26

Interrupción y excepción: son acontecimientos causados por los dispositivos de E/S como por el programa que se ejecuta en el microprocesador y su efecto produce una suspensión de la actividad actual del micro, para pasar a ejetuctar un servicio que “interprete el manejo de esa interrupcion”

Question 27

Tipos de interrupciones

Answer 27

Externas o de hardware: son convocadas en forma asincronica, y no dependen del programa en ejecucion
- No enmascarables: siempre son atendidas. Se consideran de maxima importancia. Las provoca el hardware ante acontecimientos que no pueden ser por lo menos avisados( ej: caida de la tension electrica)
- Enmascarables: se consulta la señal de interrupcion por cada ciclo de ejecucion de instruccion. Como no es obligatorio atenderla, se consulta una bandera de estado de habilitacion de interrupciones.
Internas o de software: son convocadas por el programa mediante una instruccion (ej: INT)
**Excepciones: son provocadas como consecuencia de anomalias que se producen y detectan durante la ejecucion del programa y a causa de ella.