1 Principio de localidad

El principio de localidad puede enunciarse como: Los programas acceden a una parte relativamente pequea de su espacio de direcciones en un intervalo determinado de tiempo. Hay dos tipos de localidad:

- Temporal: si un elemento es referenciado en un instante t, volver a ser referenciado en un instante prximo a t.

- Espacial: si un elemento es referenciado en un instante t, los elementos cuyas direcciones estn prximas sern referenciadas en un instante prximo a t.

La memoria de los ordenadores se construye de forma jerrquica. Una jerarqua de memoria cuenta con distintos niveles de memoria con diferentes velocidades y tamao. Es conveniente

tener la memoria ms rpida cerca del procesador y la ms lenta al final de la jerarqua. El micro siempre busca la informacin en el nivel ms prximo y si no est, se produce un fallo y busca

en el siguiente nivel, producindose una transferencia de informacin entre ambas memorias. La

cantidad mnima de informacin que se transfiere entre dos niveles se llama bloque. A medida que nos alejamos de la CPU, el tamao del bloque es mayor.

2 Registros

Dentro del micro hay unas celdas de memoria de alta velocidad que permiten a al CPU

almacenar datos temporalmente mientras se hace alguna operacin. Se les llama registros internos, constituyen la memoria interna del procesador. Estn formados por un conjunto de bits

que se manipulan en bloque. El nmero vara segn la CPU y son mltiplos de 8.

El tamao del registro indica el nmero de bits que el procesador puede manipular a la vez, cuanto mayor sea, ms potente ser el micro.

2.1 Registros visibles al usuario

Son aquellos que pueden ser referenciados por el lenguaje mquina para optimizar el uso de los recursos. Existen 4 categoras:

- De direccin. Contienen las direcciones de memoria donde se encuentran los datos. Los ms usados son registro ndice y los punteros de pila.

- De datos. Contienen los datos. Aumenta la velocidad de proceso, sobre todo cuando se solicita un dato, ya que no es necesario acceder a la memoria.

- De condicin. Son bits fijados por el hardware e indican si una operacin da un resultado

positivo, negativo o nulo, si hay overflow (desbordamiento), etc.

2.2 Registros de control y de estado

Son los que intervienen en la ejecucin de las instrucciones. Existen 4 categoras:

- Contador de programa (CP). Contiene la direccin del siguiente instruccin a ejecutar. Su valor es actualizado por la CPU tras capturar una instruccin.

- Registro de instruccin (RI). Contiene el cdigo de la instruccin actual. Aqu se analiza el cdigo de operacin.

- Registro de Direccin de memoria (RMD-MAR). Contiene la direccin de una posicin de memoria, dnde se encuentra o dnde va a ser almacenada la informacin. Este intercambio se realiza a travs del bus de direcciones.

- Registro de Intercambio de memoria (RIM-MBR). Recibe o enva la informacin o el dato contenido en la posicin apuntada por el RMD. El intercambio de datos se realiza a travs del

bus de datos.

Estos 4 registros funcionan de la siguiente forma:

1. El CP tiene la direccin de la prxima instruccin a ejecutar.

2. Para buscarla, el contenido de esa posicin es pasada al RDM.

3. La instruccin apuntada por el RDM se carga en el RIM, y desde ah al RI.

4. El CP se incrementa en 1 para apuntar a la siguiente instruccin a ejecutar.

3 Memoria cach (estructura, organizacin y caractersticas)

3.1 Estructura

Una cach es una memoria rpida situada entre la CPU y la RAM. Su rapidez se debe a su tecnologa y a su principio de localidad de referencias: La prxima referencia a RAM que haga a la CPU se encuentra localmente muy prxima a la referencia actual.

Una cach est constituida por dos bloques:

- El directorio: contiene informacin sobre las direcciones de memoria cuyos datos se encuentran en la cach. Est construido con memorias asociativas.

- La zona de almacenamiento: contiene los datos de las direcciones incluidas en el directorio.

Est construida con memoria RAM (Normalmente esttica, SRAM).

Cuando la CPU solicita un dato, el controlador de la cach comprueba si la direccin est en el

directorio. Si est, lee el dato de la zona de almacenamiento y lo enva a la CPU. En caso contrario lee el dato de la RAM, lo guarda en la cach y enva una copia a la CPU.

3.2 Organizacin

Es la estrategia de colocacin de los datos en la zona de almacenamiento de forma que se optimice su uso.

- La memoria principal se divide en bloques de informacin de tamao fijo. Cada bloque est formado por palabras que estn localmente en posiciones contiguas.

- La zona de almacenamiento de la cach se divide en marcos de bloque. Cada marco de bloque puede guardar un bloque de memoria.

- El directorio de cach se divide en entradas. Cada entrada se refiere a un marco de bloque y guarda informacin sobre el bloque que almacena.

- Cuando se transfiere informacin entre la cach y la RAM se enva un bloque completo. Este bloque se guarda en la zona de almacenamiento y su identificador se escribe en la entrada

del directorio correspondiente.

Hay varias formas de organizar los datos en cach:

- Directa. La ms simple pero la menos eficiente.

- Asociativa. La ms eficiente pero la ms costosa.

- Asociativa por conjuntos. Compromiso entre las anteriores.

3.3 Caractersticas

Existen algunas caractersticas que definen la operatividad de una cach:

- Ancho de banda. Es la velocidad de transferencia de datos entre la cach y la RAM. Cuando

sta aumenta, incrementa el bus de conexin con la RAM haciendo que en cada transferencia se enva un bloque completo. Para ello se dispone de una memoria principal entrelazada con latch

a la salida y con un orden entrelazado igual al nmero de palabras del bloque.

- Actualizacin de datos. Las operaciones con datos las hace la CPU en cach, de forma que las modificaciones se actualizan en la RAM.

- Poltica de Reemplazo. Si se produce un fallo en cach hay que traerse un bloque nuevo de memoria principal; si hay que reemplazar uno de los antiguos, hay que decidir cual

reemplazamos. Existen varias estrategias:

a) Algoritmo menos reciente (MRU). Se sustituye el bloque que lleva ms tiempo sin usarse.

b) Algoritmo ms antiguo (FIFO). Se sustituye el bloque que lleva ms tiempo en cach.

c) Algoritmo de azar. Se elige un bloque aleatoriamente.

- Anticipacin. El rendimiento de una cach se basa en reducir el nmero de fallos de cach. Basndose en el principio de localidad, la cach anticipa los datos que referenciar la CPU. Hay dos formas de anticipacin:

a) Preextraccin siempre. Siempre que se referencia un bloque, la cach se trae el siguiente de la memoria principal. Al tener varias copias de un mismo bloque en cach,

disminuye el rendimiento.

b) Preextraccin marcada. Slo traemos el siguiente bloque cuando se referencia por primera vez un bloque. Se usa un bit de marcado en la entrada en el directorio de cach que

se activa cuando dicho bloque se referencia por primera vez.

- Rendimiento. Se define para una secuencia de referencias como el cociente entre el nmero de aciertos y el nmero de referencias.

4 Estructura de la memoria RAM

La RAM es un dispositivo destinado a almacenar el programa y los datos que lo manejan. La

manipulacin de los programas y los datos est dirigida por la CPU, ms concretamente por la Unidad de Control.

El rea de control se encarga de localizar la posicin de memoria que se corresponde con la direccin que se enva por el bus de direcciones. Tiene un Registro de Direcciones de Memoria

y un Decodificador que tiene como entrada los n bits del bus de direcciones y 2 salidas para

posicin de memoria.

El rea de almacenamiento est formada por una matriz de celdas de forma que a cada fila le corresponde una posicin de memoria.

La RAM est formada por un conjunto de casillas capaces de almacenar un dato o instruccin. Cada casilla contiene 8 bits. En la RAM se almacenan los datos y programas que se ejecutan en

el ordenador. Es voltil (al apagarse el ordenador, su contenido desaparece).

Cada casilla de la memoria se identifica con un nmero (direccin de memoria).

Para poder realizar operaciones de lectura o escritura de una celda o en una celda, utilizan el registro de direccin de memoria (RDM), el registro de intercambio o de datos (RIM) y el

selector de memoria o decodificador de direcciones. Todas estas operaciones estn dirigidas por la Unidad de Control.

En una operacin de lectura se efectan los siguientes pasos:

1. En el RDM se guarda la direccin de memoria de la celda que contiene la informacin.

2. El selector de memoria selecciona esa direccin y carga en el RIM la informacin que dicha

celda contiene.

3. Transfiere el contenido del RIM al registro de trabajo de la CPU para procesarla.

En una operacin de escritura se efectan los siguientes pasos:

1. Los datos a escribir en memoria, una vez procesados pro al CPU, llegan al RIM.

2. En el RDM est la direccin de la celda destino de la informacin.

3. El selector de memoria selecciona la celda destino y se carga el contenido del RIM a la celda apuntada por el RDM.

En la memoria principal cada celda se implementa mediante un pequeo condensador.

RAM dinmica o DRAM. La carga del condensador cambia continuamente.

El parmetro que describe la funcionalidad de la memoria es tu tamao (se indica en MB) y los parmetros que cuantifican el rendimiento son:

1. Latencia. Mide el tiempo desde que le chip recibe la direccin de una celda hasta que devuelve el dato que dicha celda contiene. Tambin se mide como el tiempo de ciclo.

2. Ancho de banda. Cantidad de informacin (Bytes) que se puede enviar entre la memoria principal y la CPU por unidad de tiempo.

3. Ancho de banda del bus. Nmero de ciclos que se necesitan para enviar la direccin a la memoria y traer los datos de vuelta.

4. Fiabilidad. Se aaden bits de informacin adicionales que permiten detectar errores. Estos bits se denominan bits de paridad.

a) Bit de paridad par. Se asocia con un byte de datos y se complementa la pantalla

de datos con un 0 o un 1 de forma que la informacin tenga siempre un nmero par de 1s.

b) Bit de paridad impar. Todas las palabras resultarn con un nmero impar de 1s.

c) Memoria ECC. Las memorias que poseen esta caracterstica son capaces de reconocer errores internos. Son ms fiables y se emplean en servidores.

5 ROM

Es una memoria de slo lectura que contiene informacin vital para el correcto funcionamiento

del ordenador. Algunas son programables y necesitan estar alimentadas constantemente. Para ello se utiliza una pila que acta como fuente de alimentacin.

La BIOS es el elemento encargado de que haya conexin entre el hardware y el software. Al encender el equipo la BIOS establece los recursos disponibles y dnde se encuentra el software

del S.O (subrutinas bsicas de E/S) a partir de cierta informacin almacenada permanentemente en la placa base. La BIOS est dividida en varios chips:

Toda la informacin de la BIOS se guarda en una parte de la RAM dedicada a guardar los datos de la BIOS.

6 Memoria virtual

La memoria fsica puede utilizar un micro que es mucho menor que su espacio de direcciones.

Para ello se utiliza la tcnica de la Memoria Virtual. Consiste en suponer que el espacio de direcciones est formado por la RAM y el disco. De esta forma slo una parte de ese espacio de

direcciones se est disponible en la RAM y el resto de direcciones se encontraran en el disco.

Cuando un dato no est en la RAM se produce un fallo y se cambia su contenido por un bloque del disco. Esto resuelve dos problemas:

- Sistemas multiusuario en los cuales cada usuario puede estar ejecutando un programa distinto.

- Programas extensos que no pueden almacenarse en la RAM (overlays).

Su organizacin es similar a la de la cach. El espacio de direcciones se divide en pginas de tamao fijo y la RAM en marcos de pgina. Algunas pginas se encuentran en RAM y otras en

el disco. Cuando se referencia una direccin cuya pgina no est en memoria principal se

produce un fallo y se transfiere la pgina desde el disco a la RAM reemplazando una de las existentes.

Puesto que un fallo de pgina implica gran penalizacin temporal (varios cientos de ciclos de reloj para cambiar de pgina), su tamao debe ser suficientemente grande para reducir el

nmero de fallos. Actualmente el tamao de pgina va desde 16 a 64 KB.

El S.O dispone de una tabla de localizacin de pginas (TLB) donde se anota en cada entrada la direccin de comienzo de pgina que contiene. De esta forma se gestiona la memoria virtual.

Los algoritmos de sustitucin de pginas son similares a los de gestin de cach: MRU, LRU, LIFO y FIFO.

7 Descomposicin de la memoria

7.1 Bancos

La memoria del PC est distribuida en bancos. Estos pueden tener distinta longitud pero deben tener la misma anchura que adems debe coincidir con el bus de datos. Ventajas:

- Comparte circuitos sin producir conflicto.

- Da flexibilidad al sistema de memoria al repartir el espacio total de almacenamiento.

- Permite la configuracin de un mapa de memoria heterogneo.

7.2 Mdulos

Cada banco se descompone en mdulos de la misma anchura y longitud, pero tambin con la misma velocidad y caractersticas. Puede haber bancos con un solo mdulo. Los ms populares

son SIMM, SODIMM y RIMM.

7.3 Chips

Los mdulos estn formados por chips. Todos los de un mismo mdulo tienen que ser idnticos salvo el encargado de albergar los bits de paridad (menos ancho).

La anchura del mdulo es la suma de todas las anchuras de los chips que lo forman.

Si se aumenta la longitud doblando el nmero de chips, cada mitad actuar por separado, pero cuando se duplica la anchura, todos los chips actan al mismo tiempo.

7.4 Celdas

Cada chip est formado por una matriz de celdas a las que se accede por direccin. Cada direccin est formada por su direccin de columna y su direccin de fila. En todos los chips se

accede al mismo tiempo a la misma direccin de celda y entre todos nos proporciona la palabra.

7.5 Entrelazado

El entrelazado de factor k consiste en dividir la memoria en k bloques de anchura o longitud con el objetivo de acceder a todos ellos simultneamente por la misma direccin. Cuanto mayor es

k, mayor es el rendimiento del sistema pero encarece el controlador de memoria. Hay dos

esquemas:

a) Superior. Cada bloque de los k contiene direcciones de memoria consecutivas.

No se usa mucho. Fcil expansin de memoria y reparacin de rangos defectuosos.

b) Inferior. Las direcciones consecutivas se van repartiendo circularmente entre

los k bloques. Muy extendido. Muy eficiente ya que los programas cumplen la propiedad de localidad espacial.

8 ROM

8.1 PROM

Esta memoria puede ser programable por el usuario. Una vez que est programado ya no se puede cambiar ms su informacin, convirtindose en una memoria ROM, permitindonos slo

su lectura.

8.2 EPROM

Conocida con el nombre de PROM regrabable. Nos permite grabar y borrar tantas veces como queramos. La informacin se borra con radiaciones ultravioleta. No se pueda borrar slo una

parte de memoria, sino que se borra toda la informacin.

8.3 EEPROM

Es una memoria que puede borrar su informacin mediante elevadas corrientes elctricas. La diferencia con la EPROM es que sta permite borrar una parte de la memoria. Slo se puede

cambiar un byte de informacin a la vez.

8.4 Flash Memory

Es un tipo de EEPROM que se puede reprogramar en bloques. Se usa en la BIOS de los equipos.

MONITORES

1. Qu es un pxel?

Un punto de luz. Es la menor unidad en color que forma parte de una imagen digital.

2. En qu tecnologa se basa el monitor CRT?

Tubo de rayos catdicos.

BIOMETRA

1. Qu dos formas existen para escanear los ojos?

- Escner de retina: mide el patrn de las venas en el fondo del ojo, y que se obtiene proyectando una luz

infrarroja a travs de la pupila.

- Escner de iris: utiliza una videocmara y examina los patrones de color nicos de los surcos de la parte

coloreada de nuestros ojos.

2. Qu tienen en comn todos los sistemas de autenticacin biomtrica?

Realizan procesos de:

- Captura: Lectura de los datos presentados.

- Extraccin: Determinacin de las caractersticas relevantes en funcin del tipo de sistema.

- Comparacin; de estas caractersticas con las almacenadas previamente en una base de datos.

- Decisin: Podemos afirmar que el usuario es quin dice ser.

MDEM

1. Significado de Mdem?

Modulador-Demodulador.

2. Enumera los tres Protocolos de Comprobacin de Errores.

Paridad, CRC y MNP.

VIRUS ANTIVIRUS

1. Cmo acta un virus de fichero?

Infecta archivos ejecutables (.exe, .com) de forma que al ejecutarlos el virus se activa produciendo efectos

dainos que le caractericen en cada caso. La mayora de virus son de este tipo y se clasifican segn su modo de actuacin.

2. Qu hace un cortafuegos?

Parte de un sistema o una red que bloquea el acceso no autorizado, permitiendo a su vez comunicaciones autorizadas.

ALTAVOCES MICRFONO

1. Cmo funciona un altavoz?

Consiste en una bobina alrededor de un imn que al recibir corriente elctrica mueve una membrana que

genera ondas sonoras.

2. Daniel ha ido al cine a ver la ultima pelcula de guardianes de la galaxia, tras salir defraudado y

triste del cine se llevo una gran sorpresa con el sonido de la sala. Le gustara calcular la potencia de

cada altavoz de la misma. Cual ser la potencia de cada altavoz si tienes una intensidad de 10 y

una impedancia de 2?

P=I^2*Z // P=200

DISPOSITIVOS MVILES

1. En qu ao se fund Android Inc.?

2003.

2. Qu es la OHA? Enumera dos compaas que la integra.

Open Handset Alliance, es una alianza comercial entre compaas que desarrollan estndares abiertos para dispositivos mviles. Sus miembros: Google, HTC, Dell, Intel, Motorola, Qualcomm, Texas

Instruments, Samsung, LG, T-Mobile, Nvidia, Wind River Systems.

ESCNER

1. Qu es el OCR?

Optical Character Recognition, reconocimiento ptico de caracteres. Es un programa que lee imgenes

escaneadas y busca un conjunto de puntos que parezcan caracteres. Segn la complejidad del programa

interpretar mayor nmero de tipos de letra.

2. Para qu se usa el TAC?

Realiza un escaneo del cuerpo humano, es ms preciso que una radiografa y se utiliza antes de las intervenciones quirrgicas. Son elementales para detectar enfermedades como tumores.

REALIDAD VIRTUAL

1. Es la realidad virtual un concepto actual?

No, viene desde el ao 1965.

2. Qu problemas presenta la realidad virtual cuando la usas por primera vez?

Mareos.

IMPRESORAS

1. Qu tipo de conexin permite intercambiar un dispositivo en caliente?

Firewire.

2. Diferencias entres las impresoras 3D de tinta y las impresoras 3D de lser.

- Tinta: proceso rpido y barato. Piezas no muy resistentes.

- Lser: proceso lento y costoso. Piezas muy resistentes.

TECLADO Y RATN

1. Qu movimientos poda hacer el primer ratn? Por qu?

Horizontal y vertical, debido a que en la parte inferior tena dos ruedas metlicas, una para cada

movimiento.

2. Qu ventajas tienen los teclados DVORAK frente a los QWERTY?

Los teclados DVORAK ofrecen mayor velocidad de tecleo y se cometen menos errores al escribir que en los QWERTY.