Boletín de problemas del TEMA 2 - Departamento de Arquitectura y

ESCUELA POLITÉCNICA SUPERIOR
INFORMÁTICA – TEMA 2 – ESTRUCTURA DE COMPUTADORES
BOLETÍN DE CUESTIONES Y EJERCICIOS
EJERCICIOS BÁSICOS
1. ¿Puede darse el caso de existir un computador que no posea alguno de los cuatro componentes principales
denotados en la arquitectura Von Neumann?
2. ¿Podría el procesador ejecutar un programa cualquiera sin intervención de ninguno de los otros componentes?
3. Un periférico, ¿es más lento o más rápido que el resto de componentes internos de un computador?
4. Teniendo un reloj de 1GHz, ¿cuánto tiempo tardaría en ejecutarse un ciclo?
5. Teniendo un reloj de 3.4GHz, ¿cuánto tiempo tardaría en ejecutarse un ciclo?
6. Un procesador tiene un reloj de 2GHz y ejecuta las instrucciones a una media de 2 ciclos por cada una. Un
programa que posea 10000 instrucciones, ¿cuánto tardará en ejecutarlo?
7. Un procesador tiene un reloj de 1GHz y ejecuta las instrucciones a una media de 3 ciclos por cada una. Un
programa que posea 1000 instrucciones, ¿cuánto tardará en ejecutarlo?
8. Un procesador tiene un reloj de 2GHz y ejecuta un programa que posee 3 tipos de instrucciones diferentes: las
instrucciones tipo A tienen una duración de 2 ciclos y representan un 45% de las instrucciones totales del
programa; las instrucciones tipo B tienen una duración de 3 ciclos y representan un 30% de las instrucciones
totales del programa; y las instrucciones tipo C tienen una duración de 4 ciclos y representan un 25% de las
instrucciones totales del programa. ¿Cuál sería la duración de un programa con 2000 instrucciones?
9. Tenemos dos procesadores con diferentes características:
 Mononúcleo con un reloj de 100Hz y una ejecución de 2 ciclos por instrucción.
 Mononúcleo con un reloj de 200Hz y una ejecución de 3 ciclos por instrucción.
Si el programa ejecuta 50 instrucciones y suponiendo que todo es paralelizable:
a. ¿Qué procesador ejecuta el programa en menos tiempo?
b. ¿Qué porcentaje es dicho procesador más rápido que el otro?
c. ¿Cuál sería la aceleración de uno a otro?
10. Tenemos dos procesadores con diferentes características:
 Mononúcleo con una velocidad de ejecución de instrucciones de 10ns por instrucción.
 Multinúcleo de 4 núcleos, con una velocidad de ejecución de instrucciones de 30ns por instrucción y
núcleo.
Si el programa ejecuta 50 instrucciones y suponiendo que todo es paralelizable:
a. ¿Qué procesador ejecuta el programa en menos tiempo?
b. ¿Qué porcentaje es dicho procesador más rápido que el otro?
c. ¿Cuál sería la aceleración de uno a otro?
11. Tenemos dos procesadores diferentes:
 P1: Multinúcleo con 4 núcleos, periodo de reloj de 1µs. 25% de instrucciones tipo A, 55% de
instrucciones tipo B y 20% de instrucciones tipo C.
 P2: Multinúcleo con 8 núcleos, periodo de reloj de 2µs. 35% de instrucciones tipo A, 25% de
instrucciones tipo B y 40% de instrucciones tipo C.
Cada tipo de instrucción dura, según el procesador:
A
B
C
P1 1 ciclos 3 ciclos 2 ciclos
P2 2 ciclos 4 ciclos 3 ciclos
¿Qué procesador es más rápido ejecutando un programa de N instrucciones?
12. ¿Cuántas direcciones distintas son posibles en un computador cuyo procesador tuviera 32 líneas en el bus de direcciones?
13. ¿Cuál es la capacidad máxima de memoria principal de un procesador que tuviera 16 líneas en el bus de
direcciones y 8 bits de unidad direccionable?
14. Teniendo un procesador de 24 líneas de bus de direcciones y 8 líneas de bus de datos; si le acoplamos una
memoria principal de 32MBytes, ¿sería capaz de direccionarla al completo?
15. Nombre un tipo de memoria que usted conozca y que haga uso de memoria semiconductora volátil de tipo
SRAM.
EJERCICIOS DE AMPLIACIÓN
1. ¿Qué cree que sucedería si, en la jerarquía de memoria, eliminásemos uno de los niveles intermedios? ¿Seguiría
funcionando su ordenador? ¿Por qué?
2. La memoria principal es denominada, vulgarmente, memoria “RAM” de un computador pero, tal como usted
sabe, no es del todo acertado denominarla de dicha forma. ¿Sabría decir por qué?
3. ¿Qué efecto inmediato tendría el hecho de quedarnos sin memoria libre en un computador?
4. ¿Aumentar de tamaño de un nivel de la jerarquía de memoria podría influir en la velocidad de ejecución de los
programas? ¿En qué sentido? ¿Y disminuirlo?
5. ¿Podría nombrar algún dispositivo conocido por usted que haga uso de haga uso del magnetismo para almacenar
información? ¿Y que haga uso de propiedades ópticas de la luz?
6. ¿Sabría decir, aparte de la mejora de la tecnología por el paso de los años, qué propiedad MERAMENTE FÍSICA
provoca que un DVD posea mucha menor capacidad de almacenamiento que un Bluray? Si no lo sabe, busque
información al respecto por internet.
7. Siendo tecnología de almacenamiento semiconductora (basada en chips de silicio), ¿por qué un pendrive mantiene
la información almacenada cuando se desconecta de la alimentación?
8. Probablemente usted no conozca la terminología “dual channel” o “triple channel”, que hace referencia a un
mecanismo concreto de acceso del procesador a la memoria. Intente buscar información al respecto y responda:
¿Cree que mejoraría la velocidad de acceso a la memoria? ¿Cómo? Si no lo sabe, busque información al respecto
por internet.
9. Suponga que conectamos un periférico concreto directamente al bus compartido de procesador con memoria,
¿cree que repercutiría en el rendimiento del computador? ¿Por qué?
10. Los distintos elementos dentro de un computador pueden conectarse entre sí mediante un único bus común a
todos, o haciendo uso de múltiples buses de forma que los elementos se agrupen por características similares.
¿Qué cree que se utiliza hoy en día? ¿Qué ventajas tiene cada método?
11. ¿De cuántos controladores de E/S dispone un computador medio?