Parcial - Escenario 4 - Primer Bloque-Teorico - Practico - Arquitectura Del Computador - Exe

9/4/2019 Parcial - Escenario 4: PRIMER BLOQUE-TEORICO - PRACTICO/ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR-[GRUPO1]
Parcial - Escenario 4
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Disponible 6 de abr en 0:00-9 de abr en 23:59 4 días Tiempo límite 90 minutos
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ÚLTIMO Intento 1 30 minutos 63.75 de 75
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Pregunta 1 3.75 / 3.75 ptos.
Se le ha pedido diseñar un computador que sirva como servidor. Es

necesario que revise los requerimientos de diseño y construya una
priorización. Realizando la lista de los requerimientos priorizados, nota
que
es más importante la temperatura que alcanza que su capacidad de

procesamiento.
es más importante el tamaño de su memoria RAM que el peso del

computador en kilogramos
no es crítico el tamaño del disco duro.
el tamaño de la memoria RAM no es tan importante como su velocidad.
Hay diversos registros del procesador que se emplean para controlar su

funcionamiento. La mayoría de ellos no son visibles por el usuario y se
clasifican como registros de control y de estado. Naturalmente,
procesadores diferentes tendrán distintas organizaciones de registros y

usarán distinta terminología, sin embargo, existen algunos esenciales que
pueden ser encontrados en cualquier procesador. Mencione tres registros
no modificables por el usuario (conocidos también como registros de
control y estado), esenciales para el funcionamiento de cualquier
procesador y explique por qué.
El registro de instrucción, pues contiene la última instrucción ejecutada. El

registro de pila, pues es el que permite acceder a la pila del procesador y
el registro de datos que contiene la última palabra de datos escrita o leída
en la memoria del programa por el procesador
El registro de estado, ya que muestra indicadores del estado actual del

procesador. El contador de programa, indispensable para saber la
dirección de memoria de la línea del programa que se ejecuta en el
momento y el registro de pila, pues es el que permite acceder a la pila del
procesador.
Los registros de uso general, única manera de almacenar variables de

programa. El registro de instrucción, pues contiene la última instrucción
ejecutada y el registro de dirección de memoria, que contiene la dirección
de una posición de la memoria principal.
El contador de programa, indispensable para saber la dirección de

memoria de la línea del programa que se ejecuta en el momento. El
registro de instrucción, pues contiene la última instrucción ejecutada y el
registro de estado, ya que muestra indicadores del estado actual del
procesador
Las instrucciones aritmético-lógicas corresponden a todas aquellas que

reciben 3 parámetros: 2 indicando los operandos y 1 indicando el
resultado, y adicionalmente aplican una operación aritmética o lógica. Por

ejemplo: add ?
t0,
s2, $s3 es una instrucción de suma que suma
lo que haya en el registro s2,conloquehayaens2,conloquehayaens2, con lo

que haya en s3 y lo guarda en $t0
lo que haya en el registro t0,conloquehayaent0,conloquehayaent0, con lo

que haya en s2 y lo que haya en s3yloguardaens3yloguardaens3 y lo
guarda en t0

que haya en s3 y lo guarda en $s2

que haya en s2 y lo guarda en $s3
MARS es una herramienta de simulación que permite simular la ejecución

de un programa sobre MIPS. Luego de haber probado MARS con los
ejercicios propuestos en el curso, se puede asegurar que este simulador
permite ver en consola la ejecución del programa, pidiendo datos al

usuario y mostrando información resultante de la ejecución de las
instrucciones.
tiene una GUI que permite que el usuario interactúe con el programa
ingresando y recibiendo información a través de los periféricos.
funciona como un compilador, pues permite que se escriba un programa

en alto nivel y muestra su ejecución en bajo nivel.
permite ver cómo se encuentran la memoria RAM, de programa y registros

en cada paso de la ejecución
MIPS corresponde a la sigla de Microprocessor without Interlocked

Pipeline Stages (Microprocesador sin etapas de pipeline bloqueadas). Su
nombre se debe a que el procesamiento de una instrucción se realiza por
etapas, a que todas las instrucciones siguen las mismas etapas y a que
cada etapa utiliza sus propios recursos de hardware sin bloquear las
etapas siguientes. Lo anterior hace que esta arquitectura.
permita el procesamiento en paralelo a nivel de datos.
permita el procesamiento en paralelo a nivel de instrucciones
ejecute más rápido cada instrucción.
ejecute 4 instrucciones en el tiempo en que haría una sola.
En un procesador diseñado para un propósito específico, a partir del

algoritmo en alto nivel que vaya a ejecutar, se debe identificar qué tipos
de datos son imprescindibles para su funcionamiento, pues entre menos
complejos sean estos, probablemente se necesitará menos memoria y
una micro arquitectura más sencilla y económica para manejarlos. Usted
se encuentra trabajando en el diseño de un procesador de propósito
específico, y dentro de las restricciones de diseño, encuentra que el
programa que se requiere ejecutar maneja variables auxiliares numéricas
reales que pueden tomar valores de hasta 5.000.000.000,00. Usted
decide diseñar registros auxiliares (para almacenar estas variables) con
un largo total
De 32 bits, pues va almacenar una variable de tipo integer.
De 32 bits, pues va almacenar una variable de tipo float
De 8 bits, pues va almacenar una variable de tipo char
De 8 bits, pues va almacenar una variable de tipo float.
En MIPS existen tres tipos de instrucciones: tipo R, tipo I y tipo J. Estos

tipos se definen agrupando instrucciones de acuerdo con
la operación que ejecutan
la cantidad de bits que tienen
el formato de instrucción que utilizan
su funcionalidad
MIPS permite realizar saltos de dos tipos diferentes: condicionales e

incondicionales. Los condicionales saltan a una posición del código si se
cumple una condición, y los incondicionales van a una etiqueta en el
código independiente de cualquier condición. Teniendo en cuenta cómo
funciona MIPS y los dos tipos de saltos, podríamos asegurar que
los saltos incondicionales pueden no ejecutarse bien en el pipeline, porque

al no depender de una condición, no se sabe cuál será la próxima
instrucción que se debe ejecutar, y por lo tanto no podrá iniciarse hasta
que se sepa el resultado de la evaluación de la condición.
los saltos condicionales pueden no ejecutarse bien en el pipeline, porque

al depender de una condición, no se sabe cuál será la próxima instrucción
que se debe ejecutar, y por lo tanto no podrá iniciarse hasta que se sepa
el resultado de la evaluación de la condición
los saltos incondicionales pueden no ejecutarse bien en el pipeline, porque

al depender de una condición, no se sabe cuál será la próxima instrucción
que se debe ejecutar, y por lo tanto no podrá iniciarse hasta que se sepa
el resultado de la evaluación de la condición.
los saltos condicionales pueden no ejecutarse bien en el pipeline, porque

al no depender de una condición, no se sabe cuál será la próxima
instrucción que se debe ejecutar, y por lo tanto no podrá iniciarse hasta
que se sepa el resultado de la evaluación de la condición.
La arquitectura del computador se define como: “la ciencia y el arte de

diseñar, seleccionar e interconectar componentes de hardware, y el de
diseñar interfaces hardware/software para crear sistemas de cómputo
que cumplan ciertas metas funcionales, de desempeño, de consumo de
energía, de costo, entre otros” (Patt, 2001) De acuerdo con la definición
anterior, la arquitectura del computador es una ciencia y un arte con la
que se busca el diseño de un computador
usando circuitos eléctricos
móvil o vestible
de escritorio o servidor
ajustado a su contexto de uso
Una característica importante del lenguaje ensamblador es que sus

instrucciones presentan un formato rígidamente establecido, esto se debe
a la conexión directa entre el software que se programa y el hardware
que lo ejecuta, por tanto, durante el diseño del conjunto de instrucciones
de un procesador, el formato que utilizarán las instrucciones a
implementar es un factor clave. El formato de las instrucciones es un
aspecto importante en el diseño del conjunto de instrucciones de un
procesador, mencione a continuación dos propiedades importantes a
tener en cuenta durante la definición del formato de las instrucciones a
implementar.
Se debe tener en cuenta el tamaño de los registros que operarán y la

cantidad de veces que cada instrucción será invocada por el programa
Se debe tener en cuenta la cantidad de registros y si estos serán visibles y

modificables por el usuario desarrollador.
Se debe definir un código de operación (codop) que identifique cada

instrucción y los operandos que va a utilizar (si los requiere) teniendo en
cuenta el modo de direccionamiento para acceder a ellos
Se debe definir los estados que podrá manejar el procesador y si estos

influyen en la ejecución las instrucciones a diseñar.
A partir de la división por generaciones aportada durante la unidad 1 para

el estudio de la evolución de la computación, mencionamos pensadores
influyentes en cada una de ellas, entre ellos: Generación 0: Charles
Babbage y Ada King.Generación 1: John Von Neumann. Fueron grandes
pensadores que hicieron trascendentales aportes en la evolución de los
computadores
Charles Babagge, Von Neuman y Ada King.
Harvard, Herman Hollerith y Nicola Tesla.
Von Neumann, Harvad y Niels Bohr.
Thomas Edison, Von Neuman y Jhon Eniac.
El direccionamiento, en la arquitectura del computador, se refiere a la

forma en que se acceden los datos que van a ser operados o que se
requieren para ejecutar una instrucción. Se desea realizar una resta entre
un registro y una constante. Para este caso, el direccionamiento es
inmediato, porque el valor constante (almacenado como parte de la

instrucción) se resta al valor del registro
directo a registro, porque el valor constante (almacenado en un registro)

se resta al valor del registro
indirecto a registro, porque el valor constante (almacenado en la memoria

RAM) se resta al valor del registro
relativo a PC, porque el valor constante (almacenado en la memoria de

programa) se resta al valor del registro
La invención del transistor por parte de John Bardeen, Walter Houser

Brattain y William Shockley marcó un importante hito para la historia de la
tecnología en la década de los 40 e impactó positivamente la evolución
de los computadores que por ese entonces eran construidos con válvulas
de vacío y utilizados sobre todo para actividades y operaciones bélicas.
La segunda generación de computadores fue posibles gracias a la
invención del transistor hacia la década de los 40, dispositivo que a la
postre transformaría el panorama tecnológico llevándonos a nuestra
realidad actual. ¿Qué características claves aportó el transistor a los
computadores de la época que permitió un avance notable sobre estos?
El transistor reemplazo los condensadores, permitiendo almacenar mayor

cantidad de energía de una manera más eficiente para cuando el
computador la requería (usualmente procesos que necesitaban alto poder
de computo).
El transistor reemplazó las tarjetas perforadas, permitiendo programar los

computadores de la época de una manera más sencilla y flexible a través
de lenguajes de programación.
El transistor reemplazó las válvulas de vacío, permitiendo disminuir los

tiempos de ensamblaje y construcción de los computadores.
El transistor reemplazó las válvulas de vacío, presentando menos fallos

eléctricos (los transistores no se fundían como si sucedía con las válvulas
de vacío) y permitiendo disminuir el tamaño de los computadores
ostensiblemente
Incorrecto Pregunta 14 0 / 3.75 ptos.
Dentro del diseño de una ISA (Instruction Set Architecture), uno de los
aspectos más importantes para considerar es el conjunto de
instrucciones, que no es más que los comando o acciones que el
procesador podrá ejecutar. En este orden de ideas, surgen dos grandes
enfoques, CISC y RISC que proponen unos lineamientos de diseño que
generan ciertas ventajas y desventajas. Un cliente le solicita el diseño de
un procesador de propósito general, que se utilizará en aplicaciones que
usualmente necesitan comandos simples y sencillos. El rendimiento es
un aspecto importante para su cliente, a tal punto que prioriza una rápida
ejecución de los comandos sin importar que los programas que se
escriban para el procesador resulten largos (gran cantidad de líneas de
código) o complejos de desarrollar. Para atender este requerimiento,
usted diseña para su cliente un procesador con un conjunto de

instrucciones de tipo
RISC, contemplando una pequeña cantidad de instrucciones simples, a

partir de las cuales se genera un procesador más sencillo y eficiente
ejecutando tales instrucciones
Los requerimientos solicitados por el cliente son contradictorios y no se

pueden atender con ningún enfoque de diseño de ISA
CISC, contemplando una gran cantidad de instrucciones complejas, que

conlleva a programas cortos y de fácil desarrollo.
CISC, contemplando una pequeña cantidad de instrucciones simples, a

partir de las cuales se genera un procesador más sencillo y eficiente
ejecutando tales instrucciones.
La aritmética del procesador se refiere a la manera en que se realizan las

operaciones aritméticas dentro del procesador. Hace parte de la
definición de la aritmética del procesador
definir cómo encontrar el cociente de dividir dos números como un

conjunto de restas sucesivas.
definir cómo realizar el producto de dos números como un conjunto de

sumas sucesivas.
establecer qué instrucciones sirven para realizar un producto de forma

iterativa.
definir qué hacer en caso de que haya un desbordamiento en la suma de

dos valores
Un procesador MIPS permite la ejecución de instrucciones por etapas, de

manera que múltiples instrucciones se pueden ejecutar a la vez, siempre
y cuando estén en diferentes etapas. Suponga que en un procesador
MIPS de 5 etapas, en el que cada etapa tarda lo mismo: 1ms, quiere
ejecutar 5 instrucciones independientes entre sí ¿En cuánto tiempo el
procesador habrá ejecutado las 5 instrucciones?
25ms
9ms
5ms
10ms
Las especificaciones de diseño de un conjunto de instrucciones

impactarán en la microarquitectura del procesador, de ahí la importancia
de reflexionar sobre el alcance y las restricciones que tendremos en
cuenta durante este proceso. Entre estas restricciones se encuentra la
cantidad de registros de uso general y su direccionamiento, así como las
especificaciones de memoria adecuadas para el almacenamiento del

programa que ejecutará el procesador. Usted se encuentra diseñando un
procesador donde determinó que requiere 7 registros de uso general e
instrucciones de un largo de 20 bits. A partir de estas premisas,
necesitará
3 bits para direccionar los registros de uso general y una memoria de

programa con bloques de mínimo 5 bits.

programa con bloques de mínimo 20 bits

programa con al menos 220 bloques disponibles.

programa con bloques de mínimo 20 bits
La memoria de programa sirve para almacenar instrucciones como si

fueran datos. El proceso de compilación revisa que un programa escrito
en un algoritmo de alto nivel esté escrito de acuerdo con las reglas del
lenguaje. Adicionalmente, convierte el algoritmo de alto a bajo nivel,
usando el conjunto de instrucciones del procesador en el que va a correr.
Posteriormente, adapta el lenguaje ensamblador a lenguaje de máquina,
para que sea almacenable en la memoria de programa y posteriormente
se pueda ejecutar. Cuando se compila un programa en MIPS cada
instrucción que se almacena en la memoria de programa
tiene un tamaño variable por lo que el orden y cantidad de bits depende de

su tipo.
tiene un tamaño variable y su tipo solamente determina el orden de los

bits.
tiene el mismo variable y el orden de los bits depende de los datos que se
operan en la instrucción.
tiene el mismo tamaño y el orden de los bits depende de su tipo
Un procesador MIPS permite la ejecución de instrucciones por etapas, de

manera que múltiples instrucciones se pueden ejecutar a la vez, siempre
y cuando estén en diferentes etapas. Suponga que en un procesador
MIPS de 4 etapas, en el que cada etapa tarda lo mismo: 1ms, quiere
ejecutar 4 instrucciones independientes entre sí ¿Cuál instrucción se
ejecuta más rápido?
La segunda, porque se empieza a ejecutar tan pronto la primera

instrucción termina la primera etapa.
La tercera, porque cuando termina de ejecutarse, la última todavía no ha

empezado
Ninguna, porque en un procesador MIPS todas las instrucciones tardan lo

mismo
La última, porque la ejecuta mientras las demás todavía no se han

ejecutado completamente
De acuerdo a las acciones o comandos que se requieren ejecutar en un

procesador, se debe diseñar el conjunto de instrucciones, que se divide
en tres tipos generales según la tarea o actividad que ejecute cada
instrucción con sus respectivos operandos. Identifique los tipos de
instrucciones que se encuentran presentes en el conjunto de
instrucciones de cualquier procesador de propósito general.
Instrucciones de máquina como SUM o SUB, simples como LOAD y

CLEAR y complejas como potenciación y radicación.
Instrucciones lógicas como la suma o la resta, aritméticas como EXOR y

NOT y de control como Inicio y Fin.
Instrucciones de alto nivel como IF y FOR, de lenguaje ensamblador como

SUM o SUB y de lenguaje de máquina como 0001 o 1010
Instrucciones aritméticas como la suma o la resta, lógicas como OR o

AND y de control como saltos condicionales e incondicionales
Calificación de la evaluación: 63.75 de 75

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9/4/2019 Parcial - Escenario 4: PRIMER BLOQUE-TEORICO - PRACTICO/ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR-[GRUPO1]

Fecha límite 9 de abr en 23:59 Puntos 75 Preguntas 20

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Intento Tiempo Puntaje

Intento Tiempo Puntaje

Calificación para este intento: 63.75 de 75

Pregunta 1 3.75 / 3.75 ptos.

Se le ha pedido diseñar un computador que sirva como servidor. Es

es más importante la temperatura que alcanza que su capacidad de

es más importante el tamaño de su memoria RAM que el peso del

no es crítico el tamaño del disco duro.

el tamaño de la memoria RAM no es tan importante como su velocidad.

Pregunta 2 3.75 / 3.75 ptos.

Hay diversos registros del procesador que se emplean para controlar su

procesadores diferentes tendrán distintas organizaciones de registros y

El registro de instrucción, pues contiene la última instrucción ejecutada. El

El registro de estado, ya que muestra indicadores del estado actual del

Los registros de uso general, única manera de almacenar variables de

El contador de programa, indispensable para saber la dirección de

Pregunta 3 3.75 / 3.75 ptos.

Las instrucciones aritmético-lógicas corresponden a todas aquellas que

resultado, y adicionalmente aplican una operación aritmética o lógica. Por

s2, $s3 es una instrucción de suma que suma

lo que haya en el registro s2,conloquehayaens2,conloquehayaens2, con lo

lo que haya en el registro t0,conloquehayaent0,conloquehayaent0, con lo

lo que haya en el registro t0,conloquehayaent0,conloquehayaent0, con lo

lo que haya en el registro t0,conloquehayaent0,conloquehayaent0, con lo

Pregunta 4 3.75 / 3.75 ptos.

MARS es una herramienta de simulación que permite simular la ejecución

permite ver en consola la ejecución del programa, pidiendo datos al

funciona como un compilador, pues permite que se escriba un programa

permite ver cómo se encuentran la memoria RAM, de programa y registros

Pregunta 5 3.75 / 3.75 ptos.

MIPS corresponde a la sigla de Microprocessor without Interlocked

permita el procesamiento en paralelo a nivel de datos.

permita el procesamiento en paralelo a nivel de instrucciones

ejecute más rápido cada instrucción.

ejecute 4 instrucciones en el tiempo en que haría una sola.

Pregunta 6 3.75 / 3.75 ptos.

En un procesador diseñado para un propósito específico, a partir del

De 32 bits, pues va almacenar una variable de tipo integer.

De 32 bits, pues va almacenar una variable de tipo float

De 8 bits, pues va almacenar una variable de tipo char

De 8 bits, pues va almacenar una variable de tipo float.

Pregunta 7 3.75 / 3.75 ptos.

En MIPS existen tres tipos de instrucciones: tipo R, tipo I y tipo J. Estos

la operación que ejecutan

la cantidad de bits que tienen

el formato de instrucción que utilizan

Pregunta 8 3.75 / 3.75 ptos.

MIPS permite realizar saltos de dos tipos diferentes: condicionales e

los saltos incondicionales pueden no ejecutarse bien en el pipeline, porque

los saltos condicionales pueden no ejecutarse bien en el pipeline, porque

los saltos incondicionales pueden no ejecutarse bien en el pipeline, porque

los saltos condicionales pueden no ejecutarse bien en el pipeline, porque

Pregunta 9 3.75 / 3.75 ptos.

La arquitectura del computador se define como: “la ciencia y el arte de

usando circuitos eléctricos