TRAB. PRÁCTICO Nº 3: UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO (C.P.U.)

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1 OBJETIVOS: El alumno deberá asimilar los siguientes conocimientos: Concepto de buses, características, tipos. Ciclo de Reloj, de Máquina y de Instrucción. Unidad de Control (UC). Definición, clasificación, ventajas de cada modelo. Unidad Aritmético-Lógica (ALU). Definición, clasificación, Registros e indicadores asociados. Análisis e interpretación de implementaciones simples. DESARROLLO: 3.1. Realizar una Arquitectura típica de un microcomputador con bus de datos de 64 bits, bus de direcciones de 32 bits y Unidad de E/S basada en memoria a) Cuáles son y que función cumplen los Buses en el microcomputador y cuáles son los datos característicos de cada uno? b) Explicar qué son y que función cumplen el MAR y el MDR? 3.3. Unidad de Control (UC) a) Definición. b) Clasificación. c) Ventajas de cada modelo a) Nombrar y describir la función de todos los Registros del Microprocesador b) Explicar c/u de las Banderas de estado, cuando se activan y cuando se desactivan Dadas las siguientes operaciones en Ca2, indicar el estado de las cinco banderas de estado o Flags [S, Z, CY, AC, P y OVF]: a. (Acc)=50 10, (B)=8 10, ADD B b. (Acc)=40 10, (C)=5 10, CMP C c. (Acc)=10 10, (B)=38 10 SUB B d. (Acc)= (B)=68 10 ADD B e. (Acc)= (B)=99 10 SUB B 3.6. a) Definir la función del reloj maestro (CLOCK) en un computador. b) Definir Ciclo de Reloj, Ciclo de Máquina y Ciclo de Instrucción Qué ventajas poseen los procesadores de Intel Core i3, i5 e i7 respecto a sus antecesores? 3.8. Describir los conceptos de Hyper-Threading y de Núcleo Múltiple. Cuáles son las ventajas de incorporar ambas tecnologías en un mismo procesador? 3.9. El rendimiento total de un procesador no solo depende de él sino también de la placa donde éste es instalado. Los diferentes tipos de procesadores que existen se conectan de formas distintas a las placas, a través de zócalos ó sockets. Enumerar los diferentes tipos de Sockets que existen, con algunas de sus principales características y que microprocesadores los utilizan. Pág. 1

DESARROLLO: 3.1. Realizar una Arquitectura típica de un microcomputador con bus de datos de 64 bits, bus de direcciones de 32

2 3.10. Indicar brevemente la función de los siguientes componentes de apoyo a CPU. a) Coprocesador matemático. b) Controlador de interrupciones. c) Controlador de E/S. d) Unidad manejadora de memoria (MMU) Unidad Aritmético Lógica ( A. L. U. ) a) Definición. b) Operaciones básicas. c) Clasificación de ALU s. d) Tipos de indicadores ó flags asociados En el siguiente circuito, añadir las compuertas necesarias, de tal forma que: Si la señal de control C=1, el valor de salida será X. Y, Si A=1, la salida deberá ser X+Y, Si B=1, la salida deberá ser X.Y, Si A=B=C=0, la salida debe ser cero. Sólo una de las tres A, B ó C, puede valer uno por vez Diseñar una ALU de un bit en base a un Multiplexor de cuatro a uno, cuyas líneas de control S1 y S0 responden a la siguiente tabla: S1 S0 SALIDA 0 0 A AND B 0 1 A OR B 1 0 A XOR B 1 1 NOT A Pág. 2

En el siguiente circuito, añadir las compuertas necesarias, de tal forma que: Si la señal de control C=1, el valor de salida será X.

3 3.14. Dado el esquema de la figura, deducir la función que cumplen activándose X1 y X2: Obtener las funciones que realiza el conjunto de compuertas de la figura según el estado de sus entradas X1 y X2. (X1=1,X2=0, F=? y X1=0,X2=1, F=?) Dado el circuito de la figura, deducir la función que cumplen al activarse por separado X1, X2 y X3. X1 X2 X3 F 0 0 1? 0 1 0? 1 0 0? Pág. 3

entradas X1 y X2. (X1=1,X2=0, F=? y X1=0,X2=1, F=?) 3.16.

4 3.17. Dado el circuito lógico de la figura, describir las funciones operacionales que realizan los comandos X1 a X5 sobre el registro implementado con flip-flops JK. Q i-1 (=1 para Q 0 ) Q i.q i-1 Q i a) Implementar un circuito lógico que efectúe la multiplicación de números binarios de 4 bits mediante la suma-desplazamiento. b) Realizar el diagrama de flujo a) Implementar un circuito lógico que efectúe la división de números binarios de 4 bits. b) Realizar el diagrama de flujo El siguiente esquema corresponde a un Circuito Aritmético de cuatro bits. El mismo está compuesto de cuatro sumadores completos (Full Adder) que constituyen el sumador de cuatro bits y cuatro multiplexores para elegir diferentes operaciones. A y B son las entradas de datos de cuatro bits y D la salida en cuatro bits. a) Interpretar el funcionamiento del mismo. b) Deducir la tabla de operación para las líneas de control S1, S0 y Cin. Pág. 4

a) Implementar un circuito lógico que efectúe la división de números binarios de 4 bits. b) Realizar el diagrama de flujo. 3.20.

5 Pág. 5

6 Procesador Core i7 965 Core i5 670 Core i3 540 Core i7 2700K Core i Core i Core i7 3770K Core i5 3570K Core i Corei Core i Completar la siguiente Tabla con datos específicos de procesadores modernos, realizando búsquedas de los mismos en Internet. Referencia: Nombre (arquitectura) NºTransistores (millones) Numero de núcleos/th reads Tamaño de Cache (L1,L2,L3) INTEL Frecuencia del reloj (Mhz) Temp Máx (ºC) TecnolFabric. (nm) TDP (W) FX-9370 FX-8320 A PhenomII 955 Phenom X Athlon64 X AMD Pág. 6

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