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1. Analiza el simulador IT Essentials Virtual Desktop, esta aplicación te permite conocer los componentes de una computadora, sus funciones y cómo está organizada. Además simula el proceso de ensamble de tu propia computadora de forma interactiva.

2. Accede al sitio Web IT Essentials Virtual Desktop, utiliza los modos Learn, Test y Explore. La herramienta es muy intuitiva y muestra información suficiente para guiarte paso a paso en el ensamble de una computadora.

3. Lee y analiza la siguiente situación:

¿Cómo saben las computadoras lo que deben ejecutar?

Cuando nos comunicamos usamos un lenguaje y un conjunto de símbolos que tienen un significado para cada uno de nosotros, en nuestro país usamos el español, en otros países usan un idioma distinto, cuando deseamos comunicarnos con alguien que habla otro idioma necesitamos de un traductor para poder comunicarnos; en el caso de las computadoras es muy similar, nosotros tenemos un idioma que requiere ser traducido para poder ser comprendido por las computadoras, pensemos en una aplicación, por ejemplo: la calculadora.

La aplicación calculadora está escrita en un lenguaje que es comprensible para cualquier persona que escribe programas (programador), este lenguaje se conoce como de alto nivel, para que pueda ser comprendido por una computadora y se ejecute lo que se desea. Debe ser “traducido” a través un intérprete o un compilador que traduce estos lenguajes a lenguaje ensamblador y finalmente a código binario para su ejecución por la CPU, que es el lenguaje que entienden las computadoras; sin embargo, un aspecto es dar la indicación y otro es comprender lo que deben hacer. Por ejemplo: imagina que deseas pedirle a Juan que compare dos números y diga cuál es el mayor: ¿cuál es el proceso que seguirías para que Juan lo realice y responda?

4. Con base en tu análisis, completa la siguiente tabla:

Acción Respuesta Medio involucrado

Indicarle a Juan que hará una comparación de dos números

Juan está atento. Oído, vista.

Darle a Juan el número 23 Juan almacena en su mente el número 23. Oído, cerebro (memoria).

Escribe aquí la secuencia

5. Revisa a detalle el modo de operación del simulador PIPPIN y analiza los dos ejemplos que se presentan, ya que te servirán de apoyo para que resuelvas los ejercicios que se presentan más adelante.



6. Ejecuta el simulador PIPPIN, verifica que el plugin de Java esté instalado, si no descárgalo (Java SE Runtime Environment) (JRE) de la web Sun.

7. Da clic en el siguiente documento y resuelve el ejercicio que ahí se indica. 8. Analiza y resuelve el siguiente problema. 9. Revisa a detalle el modo de operación SimuProc para el proceso de instalación y

navegación en la aplicación y analiza los ejemplos que ahí se presentan. 10. Descarga el simulador SimuProc e identifica los elementos de la pantalla. 11. Da clic en el siguiente documento y resuelve los problemas que ahí se presentan. 12. Al finalizar documenta los resultados en un reporte y elabora una conclusión

sobre el aprendizaje obtenido.

Parte 1:

1. Busca y conceptualiza los términos de multinúcleo y sistemas numéricos y da respuesta a los siguientes cuestionamientos:

a. ¿Qué son las unidades centrales de procesamiento con estructura multinúcleo?

b. ¿Qué características tienen? c. ¿Cuáles son las aplicaciones a las que están orientados estos equipos? d. ¿Cuáles son los equipos representativos? e. ¿Cuál es la diferencia entre la arquitectura mononúcleo y la arquitectura

multinúcleo? f. ¿Qué son los sistemas numéricos? g. ¿Qué importancia tienen los sistemas numéricos? h. ¿Cuáles son los métodos de conversión entre un sistema numérico y otro?

2. Realiza las siguientes conversiones de números, utiliza según convenga uno de los siguientes métodos: notación posicional, divisiones sucesivas y sucesión posicional de base 2. En tu documentación debes incluir el procedimiento de la conversión y el resultado. Convierte los siguientes números de base 10 a base 2, a base 8 y a base 16.

Número en base 10 Base 2 Base 8 Base 16

1045

556

72

67

9999

682

432

478

1278

Parte 2:



3. Busca en fuentes confiables de información sobre la arquitectura propuesta por John von Neumann.

4. Desarrolla un mapa mental para comprender el funcionamiento de la arquitectura propuesta, donde respondas a las siguientes preguntas:

a. ¿Quién es John von Neumann? b. ¿Cuál fue su arquitectura propuesta? c. ¿Cómo está estructurada? d. ¿Cómo funciona? e. ¿Cuáles son sus elementos más importantes? f. ¿Cuál es la función de cada uno de sus elementos?

i. CPU ii. CU o UC iii. ALU iv. RAM v. PC vi. Registros (listar los más importantes) vii. Bus de datos viii. Otros

5. Describe en tus palabras cómo funciona una computadora, sus elementos (internos y externos) y cuál es su importancia. ¿Cómo han impactado estos elementos a la tecnología en la actualidad? Básate en la siguiente tabla:

Componente Función Importancia

Memoria RAM

ALU

6. Apoyándote en el software SimuProc resuelve el siguiente cuestionamiento: ¿Cómo

saben las computadoras lo que deben de hacer? y realiza el siguiente ejercicio: Tomando como base la información de tu investigación, documenta la secuencia de ejecución y estado de los componentes internos de la CPU para un programa que lea tres números enteros y los sume y muestre su valor al doble, bajo la arquitectura propuesta por John von Neumann en el simulador SimuProc. Puedes apoyarte de una tabla como la siguiente para registrar el ciclo de instrucción, replica la tabla tantas veces como sea necesario. Documentación de secuencia (tabla) de ejecución y estado de los componentes internos de la CPU para un programa que lee tres números, los suma y muestra el resultado de la suma bajo la arquitectura propuesta por John von Neumann en el simulador SimuProc, integra el algoritmo y el código en ensamblador y las pantallas de ejecución en SimuProc.

PC MAR Instrucción MDR IR AX N1 N2 Pantalla Teclado



Recuerda hacer uso de los materiales de apoyo que se encuentran en el sitio de SimuProc.

7. Interpreta la representación de información en los diferentes sistemas numéricos y su almacenamiento en memoria con una herramienta computacional, respondiendo los siguientes criterios:

a. Realiza las conversiones de los valores que se indican, registra el valor equivalente y presenta el desarrollo para obtener la solución.

Decimal Binario Hexadecimal

1289

1110011100

3A2EF

8.

Decimal Binario

2.56

1110.101

9.

Dato Carácter Binario

Nombre

Edad

e-mail

a. ¿Por qué es necesario realizar los procesos de conversión entre diferentes bases?



b. ¿Cómo te imaginas que funcionarían las computadoras si no usarán el código binario?

c. Desarrolla un escrito en el que expliques con tus palabras cómo interpreta el computador la información que se le envía, ya sea un programa, imágenes, entrar a Internet, etc.

Observa y registra los diferentes elementos de la CPU.

2. Observa los diferentes elementos del simulador, busca y describe su función.

3. Responde los siguientes cuestionamientos:

a. ¿Qué es un lenguaje?

b. ¿Qué es un lenguaje de computadora?

c. Lista los lenguajes de computadora que conoces.

d. ¿Qué es el lenguaje maquina?

e. ¿Qué es el lenguaje ensamblador?

4. Revisa las siguientes instrucciones que son del lenguaje ensamblador del simulador

PIPPN e

identifica su función.

Operación SIGNIFICADO

LOD R / LOD #X Carga el valor del registro R (o el valor entero de X) a A.

STO R Almacena el valor del A al registro R.

NOP No operar o no hacer nada y pasa a la siguiente posición

de memoria.

HLT Fin del programa.

ADD R / ADD #X Suma el contenido del A con el contenido del registro R

(o el valor entero de X) y suscribe al A igual a A + X ->

A.

SUB R / SUB #X Resta el contenido del A con el contenido del registro R

(o el valor entero de X) y suscribe al A igual a A – X ->

A.

MUL R / MUL #X Multiplica el contenido del A con el contenido del

registro R (o el valor entero de X) y suscribe al A igual a

A * X -> A.

DIV R / DIV #X Divide el contenido del A con el contenido del registro R

(o el valor entero de X) y suscribe al A igual a A / X ->

A.

NOT Si el contenido del A es 0, lo pone a 1. En caso contrario

pone un 0 NOT A - >.

JMP P Ir a position P de memoria RAM.

JMZ P Si el A = 0 ir a posición P, sino ir a la siguiente

instrucción.

CPZ R/ CPZ #X Si el contenido del registro R (o el valor entero X) es cero, pone el A un 1.

En caso contrario pone un 0.



CPL R/ CPL #X Si el contenido del registro R (o el valor entero X) es

menor que cero, pone el A a 1. En caso contrario pone

un 0.

A través del simulador Pippin, se puede observar cómo funcionan e interactúan los

elementos del

procesador, cuando se realiza alguna operación.

5. Analiza el siguiente problema:

Planteamiento del problema

Se desea obtener el promedio de un alumno que curso cuatro materias. Se tienen los

siguientes

datos:

Datos de entrada

a. Calificación 1

b. Calificación 2

c. Calificación 3

d. Calificación 4

e. No. De calificaciones 4

Datos de salida

a. El promedio de las calificaciones

Proceso

a. Sumar las calificaciones

b. Dividir el total resultado de la operación anterior entre cuatro

c. Termina el proceso

La programación en ensamblador se hace paso a paso, esto quiere decir que no puedes

poner una

sola instrucción de cálculo de las calificaciones y el promedio en una sola instrucción que

calcule:

Promedio de calificaciones = (calificación 1 + calificación 2 + calificación 3 + calificación

4) / 4

El programa realiza el cálculo paso a paso, es decir:

1 y la

calificación 2.

calificación 2 y la calificación 3

calificaciones y lo

deja en el acumulador

6. Escribe el siguiente programa en el simulador:

Almacenar en W,X,Y y Z los valores de las calificaciones



Almacenar en T1 el valor de 4, que corresponde al número de calificaciones

LOD W

ADD X

ADD Y

ADD Z

DIV T1

STO T2

HLT

Carga en ACC el valor de W.

Suma el valor de X al valor de ACC.

Suma el valor de Y al valor de ACC.

Suma el valor de Y al valor de ACC.

Divide el valor de ACC entre T1.

Almacena el resultado en T2.

Termina la ejecución.NOTA: Almacena en W, X, Y y Z un valor entre – 128 a 127.

Si la división da como resultado un número con putos decimales, solo se observará el

cociente, dado

que la aplicación solo acepta valores enteros.

7. Ejecuta el programa paso a paso o en forma directa, en modo simbólico y de modo

binario. Observa

los cambios en la información almacenada en memoria.

8. Documenta el proceso la ejecución del programa.

9. Responde los siguientes cuestionamientos:

a. ¿Cuáles son los elementos que lo integran?

b. ¿Cuál es el contenido de la memoria RAM?

c. ¿Qué papel juega la memoria RAM en el proceso de ejecución del programa?

d. ¿Cuántas divisiones tiene? ¿Qué se guarda en esa división y para qué sirve?

e. ¿Qué es el CPU? y ¿Cómo funciona?

f. ¿Qué papel juega el CPU en la ejecución del programa?

g. ¿Cuántos registros de almacenamiento especial tiene?

h. ¿Para qué sirven? y ¿Qué función tienen?

i. ¿Para qué es el MUX y DECODIFICADOR?

j. ¿Para qué es el PC?

k. ¿Cuál es la función de las líneas rojas?

l. ¿Con qué elementos interactúa?

m. ¿Qué elemento lleva el control de la secuencia de instrucciones?

n. ¿Cuál es el proceso para realizar la siguiente instrucción?

o. Documenta tus respuestas.

10. Registra en un documento sobre la función del CPU y la interacción de sus elementos,

el proceso

paso a paso de la ejecución del programa, las reflexiones y las respuestas a las preguntas



Tarea 1

1. Deseas calcular el área de un cuadrado, recordando que la fórmula para calcular el

cuadrado es:

Área = LADO * LADO

2. Tienes los siguientes datos:

Datos de entrada

a. Valor del lado

Datos de salida

a. Valor del área

Proceso

a. Cargar el valor de lado en el acumulador

b. Calcular la multiplicación de lado por lado

c. Almacenar el resultado en Z

d. Terminar el programa

Escribiendo el programa:

Almacenar en W el valor de lado

LOD W

MUL W

STO Z

HLT

Carga en ACC el valor de W.

Multiplica el valor de W al valor de ACC.

Almacena el resultado en Z.

Termina la ejecución.

3. En la imagen se muestra cómo se almacena y obtiene el valor de la base en Z:

NOTA: Almacena en W,X, un valor entre – 128 a 127.

El resultado de la multiplicación debe estar entre este rango, de lo contrario puede

generar

errores.

4. Revisa los ejemplos que se presentan en el documento “Modo de Operación PIPPIN”.

5. Analiza y resuelve el siguiente problema:

El Señor López desea calcular el área de un terreno con forma de paralelogramo con los

datos

que se muestran.a. Busca la fórmula para calcular el área del paralelogramo.

b. Escribe el programa en lenguaje ensamblador del simulador PIPPIN.

c. Describe el ciclo de instrucción básico donde completes la siguiente tabla. Indica paso a

paso

(ejecuta en modo Step) los valores que van tomando los registros PC, AC e IR y los valores

que

se almacenan en memoria, genera tantas tablas para representar los estados de cada ciclo

de

instrucción como sea necesario.



Memoria Registros de la CPU

0 Paso PC IR ALU R1 OP R2 ACC X

2

4

6

8

W

X

Y

T1

T2

d. Reflexiona sobre el funcionamiento del simulador PIPPIN y su funcionamiento, la

comprensión

sobre el funcionamiento del procesador en relación a lo que ya conocías.

e. Documenta el proceso y construye la tabla de secuencia (parte 2).

f. Documenta las respuestas a las preguntas, reflexiones y la solución al problema

planteado

Tarea 1

Problema 1

1. Escribe el siguiente código en el Editor 2:

MSG 'Hola mundo TecMilenio' ; Esta instrucción muestra en pantalla un mensaje.

HLT ; Esta instrucción termina la ejecución.

El resultado de esta actividad se muestra en la figura de abajo:

2. Ahora pasa el código al Editor 1 dando un clic en “Convertir a Editor 1”:

Se obtiene una imagen similar a esta, da un clic en el Botón Enviar a Memoria, para

proceder a

la ejecución.

a. ¿Cuál es la función de la instrucción que se almacena en la dirección 000?

b. ¿Cuál es la función de la instrucción que se almacena en la dirección 001?

3. Recuerda leer los comentarios que se muestran en el Editor 1.

4. Una vez cerrada la ventana del editor, observarás el conjunto de instrucciones situado

en la

memoria, da un clic en el Botón Ejecutar.5. Al ejecutar el programa, se puede observar los

siguientes valores:

6. Estos valores van cambiando, esta secuencia la puedes observar en la barra de estado

del



simulador:

Paso PC MAR Instrucción MDR IR AX Pantalla Teclado

0 0 42000

MSG 'Hola mundo

TecMilenio' 42000 99000 X

1 1 99000 HLT 99000

Problema 2

1. Se quiere comprar un terreno, se te solicita un programa en ensamblador que calcule el

costo a

pagar por el terreno que se desea comprar.

Costo a pagar por el terreno = valor del terreno en metros * metros a comprar.

Tienes que:

Datos de entrada

a. Valor del terreno por metros

b. Metros a comprar de terreno

Datos de salida

a. Costo a pagar por el terreno a comprar

Proceso

a. Leer el costo del terreno.

b. Leer los metros a comprar.

c. Calcular el costo a pagar por el terreno.

d. Mostrar el resultado en el monitor.

e. Terminar.

2. Captura el siguiente código:

MSG 'Programa de Costo del terreno' ;

LDT 'Da el costo del terreno' ;Se lee desde teclado el costo, se almacena en a AX

MOV 1C,AX ;se guarda el primer número en 1C

LDT 'Da el número de metros de terreno a comprar'

MOV 1D,AX ;se guarda el segundo número en 1D

LDA 1C ; se carga en memoria el valor del primer producto

MUL 1D ; se multiplica el costo por la cantidad 1C * 1D

EAP 'El costo total del terreno es:' ;Muestro el Valor de AX en pantalla

HLT ;Fin del Programa

3. Ejecuta el programa.4. Completa la siguiente tabla con los valores que toman los

registros del procesador del simulador

SimuProc.

Paso PC MAR Instrucción MDR IR AX Pantalla Teclado

1 0

2 1

3 2

4 3

5 4



6 5

5. Documenta el proceso que seguiste para la ejecución del programa (imágenes) de los

problemas 1 y 2 y entrega el programa.

6. Entrega un diagrama en el que se muestren los componentes del procesador y sus

funciones.

1. Menciona los diferentes tipos de memoria y los dispositivos de almacenamiento de información. Puntualiza sobre su funcionamiento, la organización de la memoria, la jerarquía de memoria, los criterios de rendimiento.

2. De acuerdo a la información obtenida, elabora un mapa conceptual que responda los siguientes cuestionamientos:

a. ¿Qué es una memoria (de una computadora)? b. ¿Qué es una memoria principal? c. ¿Qué es una memoria secundaria? d. ¿En qué consiste la jerarquía de memoria? e. ¿Qué aspectos se consideran para el rendimiento de una memoria? f. ¿Por qué es útil la jerarquía de memoria?

3. ¿Cómo se determinan las líneas (bits) que conforman el bus de datos, las líneas (bits) del bus de direcciones?, ¿a qué se refiere con palabra en relación a la memoria?, ¿cuáles son los buses de comunicación?

a. Realiza un cuadro comparativo de los diferentes buses de datos en cual contenga lo siguiente: los índices que los representan, sus funciones y su importancia.

4. Haciendo uso del software Piriform Speccy realiza un diagnóstico de tu equipo de

cómputo que te permitirá conocer entre otras cosas los datos del microprocesador, la memoria caché, las características de la tarjeta madre, la cantidad de slots (espacios para colocar memoria), el tamaño de cada módulo, la latencia y los datos de video, se mostrará una pantalla como la siguiente, identifica las características de tu equipo de cómputo y completa la siguiente tabla.

Aspecto Equipo de cómputo

Total de ranuras de memoria

Ranuras de memoria usadas

Ranuras de memoria libres

Tipo de memoria

Tamaño de memoria en GB

Canales

Frecuencia DRAM

CAS# Latencia (CL)

RAS# a CAS# Retraso (tRCD)



RAS# Precarga (tRP)

Ciclo de tiempo (tRAS)

Bank Cycle Time (tRC)

Command Rate (CR)

¿Aún puedes incrementar el tamaño de la memoria en tu equipo?, si es así ¿qué tipo de memoria deberías adquirir?, ¿de qué tamaño?, expresa el tamaño en términos de KB, MB y GB; en caso contrario, justifica tu respuesta.

5. Supón que deseas instalar el software CorelDRAW X6, menciona los requerimientos para su instalación, de acuerdo a lo solicitado, realiza un comparativo con tu equipo de cómputo y responde si lo puedes instalar o no. Si respondes que no, ¿Qué criterio deberías modificar? ¿Tu equipo está en condiciones de soportar?

6. Completa la siguiente tabla:

Criterio Requerimiento Características de equipo

Memoria RAM

Procesador

Espacio en disco duro para

instalación

Resolución del monitor

Sistema Operativo

7. ¿Sabes qué son los módulos de entrada/salida? 8. Responde las siguientes preguntas:

a. ¿Cuál es su función? b. ¿Cuáles son los métodos de comunicación que utiliza entre el microprocesador

y los periféricos? (handshaking y buffering) 9. Elabora una cuadro sinóptico que contenga:

a. Funciones de los módulos de entrada y salida. b. Métodos de comunicación entre microprocesador y periféricos

(handshaking y buffering). c. Ciclo de transferencia de los módulos de entrada/salida. d. Modalidades de transferencia de los dispositivos de entrada/salida.

1. Representa a través de un cuadro comparativo los tipos de memoria, la jerarquía de memoria, las características de la memoria y sus mediciones de rendimiento.



2. Fundamenta tu cuadro comparativo a través de la Biblioteca Digital, periódicos, revistas o repositorios de datos o recursos abiertos información referente a dar respuesta sobre:

a. ¿Qué es la memoria principal? b. ¿Cómo se clasifica? c. ¿Qué características tienen cada una de ellas?, ¿qué es la memoria

caché? d. ¿Qué uso se le da a la memoria caché? e. ¿Cuáles son los niveles de la memoria caché? f. ¿Qué es la jerarquía de memoria? g. ¿Qué beneficios tiene su uso? h. ¿Cuál es su función? i. ¿Cuáles son las velocidades y capacidades de los diferentes tipos de

memorias según la jerarquía? j. ¿Qué es y qué importancia tiene para las memorias la latencia, tiempo de

ciclo, ancho de banda y entrelazado? 3. Con el apoyo de la herramienta Piriform Speccy analiza e interpreta los datos de

la memoria RAM de tu equipo de cómputo. Entra al sistema Speccy y selecciona la opción que muestra la información de memoria. Se mostrará una pantalla similar.

a. Identifica los datos más importantes de la memoria RAM de tu equipo de cómputo y registra los datos de tu equipo en la siguiente tabla de Excel que encontrarás aquí.

b. Explica la información de tu computadora que se registró en la tabla que llenaste y describe (en tus palabras) cómo está organizada y cuáles son las características de rendimiento de la memoria principal:

i. Latency ii. Cycle time

iii. Bandwidth

http://bbsistema.tecmilenio.edu.mx/bbcswebdav/institution/UTM/tetramestre/profesional/cs/cs13152Aplus/anexos/ReportedeMemoriaRAM.xlsx



iv. Interleaving

REPORTE DE MEMORIA RAM X EL SISTEMA PIRIFORM SPECCY

Ranuras de memoria No.

Total de ranuras de memoria

Ranuras de memoria usadas

Ranuras de memoria libres

Memoria

Tipo

Tamaño

Canales #

Frecuencia DRAM

CAS# Latencia (CL)

RAS# a CAS# Retraso (tRCD)

RAS# Precarga (tRP)

Ciclo de tiempo (tRAS)

Command Rate (CR)

Memoria física

Memoria en uso

Física total

Física disponible

Virtual total



Virtual disponible

SPD

Cantidad de módulos SPD

El tamaño de la memoria RAM muéstrala en términos de KB, MB, GB.

4. Elabora un cuadro comparativo donde registres al menos cinco dispositivos periféricos actuales y sus tendencias con dos modelos diferentes, distinguiendo sus principales características, en términos de velocidad, capacidad de almacenamiento, entre otros criterios dependiendo del tipo de dispositivo.

Dispositivo Criterio 1 Criterio 2 Modelo Imagen

5. Tu actividad debe de incluir: a. Una reflexión sobre la importancia de los dispositivos periféricos y sus

características en términos de rendimiento e impacto en los procesos de los equipos de cómputo.

b. Referenciada con bibliografía sobre el tema. 6. Responde las siguientes preguntas: ¿Qué características tiene el cómputo de

alto rendimiento?, ¿cuáles son las aplicaciones y principales usos a la sociedad del cómputo de alto rendimiento?, ¿cuáles son las tendencias sobre cómputo de alto rendimiento?, ¿qué aplicaciones en la vida diaria observamos que se soportan en cómputo de alto rendimiento?, ¿cuáles son los equipos representativos?

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