Ejercicios — Estructura funcional del ordenador y buses

1.1 ¿Qué unidades de información existen mayores que el exabyte? Indica también su nombre en el sistema binario (IEC).

1.2 ¿Para qué se utilizan las unidades word, dword y qword? Busca dónde aparecen DWORD y QWORD en el Editor del Registro de Windows (regedit) y explica qué tipo de valor guardan.

1.3 ¿Cuántos bits necesitas, como mínimo, para representar cada una de estas cosas? Justifica cada respuesta con 2ⁿ.

1. Los días de la semana.
2. Los meses del año.
3. Los 30 alumnos de una clase.
4. 256 colores distintos.
5. 1000 números de matrícula distintos.

1.4 Pasa a decimal: 1010₂, 1100 1000₂, 0111 1111₂ y 1 0000 0000₂.

1.5 Pasa a binario con 8 bits, por divisiones sucesivas: 13, 100, 255 y 170.

1.6 Pasa a hexadecimal: 1011 1110 1110 1111₂, 0001 1111₂ y 1100 1010 1111 1110₂. Después pasa a binario: 3A₁₆, FF₁₆ y 0x2C0.

1.7 En HTML los colores se escriben como #RRGGBB: dos cifras hexadecimales para el rojo, dos para el verde y dos para el azul. ¿Qué cantidad de cada color, en decimal (0–255), tiene #FF8000? ¿De qué color se trata?

1.8 Un bloque de memoria tiene 128 celdas de 1 byte. ¿Qué capacidad tiene un módulo formado por 32 bloques? Exprésala en bytes y en KiB.

1.9 Compras un disco de 500 GB y una memoria USB de 64 GB. ¿Qué capacidad mostrará Windows para cada uno? Explica por qué no coincide con la de la caja.

1.10 ¿Cuántos bytes ocupa la palabra «Hola» en ASCII? Busca el código de cada letra y escríbelo en decimal y en hexadecimal.

2.1 Circuito lógico 1

2.2 Circuito lógico 2

2.3 Circuito lógico 3

2.4 Circuito lógico 4

2.5 Circuito lógico 5

Solo tiene dos entradas, así que la tabla tiene 4 filas. Compara el resultado con las puertas del laboratorio: ¿a cuál equivale este circuito?

2.6 Circuito lógico 6

Tres jueces pulsan un botón (1 = sí) y F enciende una luz. Explica con tus palabras cuándo se enciende.

2.7 Dibuja el circuito con puertas lógicas de la función F = A · B + C' y haz su tabla de verdad. Puedes dibujarlo a mano o en un simulador como Logisim o Tinkercad, que ya conoces del tema 1.

3.1 Explica qué tiene en común la arquitectura Harvard con la de Von Neumann y en qué se diferencian. ¿Por qué se usa Harvard en microcontroladores como el de Arduino y no en los PC?

3.2 Para cada unidad funcional de la arquitectura de Von Neumann, indica qué componente o componentes de un ordenador de sobremesa actual la forman.

3.3 Pon dos ejemplos de dispositivos actuales basados en la arquitectura de Von Neumann. ¿Cómo les afecta el cuello de botella de Von Neumann? ¿Qué se ha hecho para reducirlo?

3.4 ¿Qué es el overclocking? ¿Qué relación tiene con la unidad de control? ¿Qué riesgos tiene para el equipo?

3.5 Calcula la memoria máxima direccionable, con celdas de 1 byte, para un bus de direcciones de 16, 20, 32 y 36 líneas. Exprésala en la unidad IEC más adecuada.

3.6 ¿Cuántas líneas necesita como mínimo el bus de direcciones para direccionar 8 GiB con celdas de 1 byte?

3.7 Calcula el ancho de banda de un canal de memoria de 64 bits con módulos DDR4-2666 y con módulos DDR5-4800. ¿Cuánto sería con dos canales (dual channel)?

3.8 Indica por qué bus viaja cada una de estas informaciones: la dirección 1F40₁₆; el código ASCII de la letra que se va a imprimir; la orden de escribir en memoria; el aviso del teclado de que se ha pulsado una tecla; los pulsos del reloj.

3.9 Los primeros PC usaban buses paralelos compartidos. Los actuales (PCI Express, SATA, USB) son buses serie punto a punto. Explica dos motivos de este cambio.