Arquitecture de Computadoras Ian

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Describa la forma en la que se puede instalar un sistema operativo en la raspberry

Mediante el uso de una Memoria SD, de preferencia que tenga una memoria RAM de alta velocidad para que se pueda correr diversos programas. Existen tutoriales en internet pero lo básico es elegir que sistema operativo deseamos tener, quemar la imagen de dicho sistema a nuestra tarjeta SD y finalmente insertar dicha tarjeta en la raspberry. Si todo funcionó al encender la rasp debería cargar el sistema operativo.

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Demuestre la forma en la que su raspberry es definida como un servidor y al menos una herramienta que se se puede habilitar

Con la herramienta o programa Apache, es posible hacer que nuestra rasp funcione como un servidor permitiendo el acceso mediante SimpleHTTPServer y SocketServer abriendo el puerto 8080.

import SimpleHTTPServer import SocketServer

def main(): port=8080 handler = SimpleHTTPServer.SimpleHTTPRequestHandler httpd = SocketServer.TCPServer(("",port),handler) print("Servicio en puerto ") print(port) httpd.serve_forever()

if _name=='main_': main()

con ese código es posible ver que documentos se tienen en la localidad donde se tenga guardado el programa y funcionaría como un servidor que permite el tráfico en el puerto.

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Explique la modularización de una computadora y la forma en la que llevo este concepto en la práctica que se llevo a cabo en este capítulo

Modularizar una computadora significa “emular” las funciones de una mediante el uso de diversos elementos en un sistema, en el caso de la práctica la Raspberry actuó como una CPU, nuestro elemento I2C fue nuestra memoria y finalmente los leds actuaron como los actuadores o hardware externo. Esto nos permite manejar tareas más robustas así como tener un mejor entendimiento de como funcionan las computadoras. La rasp manejaba los comandos y escribía a la memoria, de la cual luego después de recibir la instrucción leía lo que ahí se encontraba y mandaba la instrucción a los leds de mostrar los mensajes guardados.

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Defina como se hace la comunicación de varios elementos en I2C y como se maneja una memoria bajo este protocolo de comunicación

Los buses I2C permiten la comunicación de varios elementos mediante una jerarquía de maestro esclavo, donde un elemento maestro manda instrucciones a los diversos esclavos que se diferencian entre si mediante direcciones de esclavo. Usualmente, es posible modificar la memoria de un esclavo con una instrucción simple de escritura, la dirección del esclavo y la dirección de la memoria EEPROM que se desea modificar. Esta dirección puede incluir más de una localidad e necesitar un offset en ciertos casos.

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Describa la forma en la que se habliita UART e I2C a partir de raspbian

Raspian nos da la habilidad de habilitar ambos protocolos de dos maneras distintas, ya sea por linea de comando o por interfaz gráfica proporcionada por raspian. La más fácil es la interfaz gráfica ya que solo requiere encender nuestra rasp, ir al escritorio, darle click en configuración y veremos esta ventana.

simplemente seleccionamos enabled para I2C y Serial y así habilitamos ambos protocolos.

La otra es usar el cmd de linux para entrar al archivo de configuración sudo raspi-config y habilitarlo desde ahí.

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Describa la forma en la que se definen las computadoras de una sola tablilla como el caso de Raspberry

Son aquellas que se encuentran en una placa que cuenta con todo lo básico, tales como entradas para periféricos, un microprocesador y salidas de video. No cuenta con puertos de expansión ni nada por el estilo. Es toda una computadora en un solo circuito.

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En un bus PCI-express se requiere de entender los conceptos de voltajes diferenciales, lane y link. Explique estos conceptos en un bus PCI-express x4

Algo muy común cuando se maneja transferencia de datos mediante buses es el ruido. No siempre los buses encargados de la transferencia de datos son 100% confiables por lo cuál se diseño un bus con voltaje diferencial para ayudar con eso. Lo que se hace es mandar los datos a manera de dos lineas, lane y link, en las cuales se realiza una diferencia siendo el resultado el dato que se esperaba recibir. En caso de haber ruido, los dos canales tendrían valores distintos por lo cual la diferencia no tendría sentido.

Un bus PCI-express ( Interconexión de componentes periféricos Express) es una ranura que permite la conexión de tarjetas de expansión directamente a la tarjeta. Es un canal de punto a punto y el x4 simboliza la cantidad de canales, lo cuál amplia el ancho de banda. Son 4 carriles, todos funcionando con voltaje diferencial y transmite los datos en paralelo. 4 “Lanes” de datos.

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Suponga que un procesador para realizar una operación por el bus, requiere de 4 ciclos de reloj. ¿Cuál es la taza de transferencia máxima que el procesador puede establecer (en MBs), si el reloj es de 500MHz y el bus es de a) 16 bits, b) 32 bits y c) 64 bits?

a) 250 MBs

b) 500 MBs

c) 1000 MBs

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Describa la importancia de tener jerarquías en los buses de datos de un procesador

Si se está manejando un programa donde no queremos que una acción o lectura de algún dato se realice antes de alguna otra operación. Previene problemas durante la ejecución en donde se vea afectado alguna operación donde el orden en el cual se lean o escriban datos sea crítico.

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Describa el mapeo en memoria para un procesador con interrupciones habilitadas

El programa se ejecuta de manera normal siguiendo el orden jerárquico de las instrucciones (de arriba hacia abajo) pero si se llega a detectar un interrupt, el programa saltará a la rutina programada del interrupt y estará ahí hasta que termine. Una vez hecho eso el programa se reanudara en la ultima instrucción en la cual se encontraba. Funciona como una especie de pausa.

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¿Qué es un ciclo de instrucción y qué se obtiene al implementar pipelining en el diagrama de estado?

El ciclo de instrucción es el tiempo que tarda la CPU en terminar de ejectuar una instrucción de lenguaje máquina y al implementar Pipelining el ciclo de instrucción se hace más eficiente, lo cual incrementa la velocidad de procesamiento de instrucciones.

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Empleando Marie, desarrolle un ejemplo que permita comprender la forma en la que se puede visualizar los registros de la arquitectura de la computadora como se muestra en la imagen. Use un programa que le permita usar el mayor numero de registros (de preferencia todos)

https://www.youtube.com/watch?v=kp_wY4pyKis&feature=youtu.be

El video muestra la realización del promedio de 50 números y nos muestra el proceso.

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¿Qué son y para qué sirven los registros de OPCODE y ADDRESS?

Sirven para poder distinguir que acción se quiere realizar con los datos y de donde or para donde se quiere mandarlos. Ejemplo un OPCODE nos dice que se va a leer un dato y el address nos marca en donde se encuentra ubicado dicho dato.

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¿Cuales son las principales diferencias entre las arquitecturas de Von-Newman y Harvard?

Su manejo de memoria, ya que Von-Newman guarda los datos y las instrucciones en los mismos registros mientras que en Harvard las maneja mediante dos memorias dedicadas separadas. Von-Newman por lo tanto maneja un unico bus de datos, lo cuál requiere un byte de control para poder diferenciarlas y Harvard son diversos buses dependiendo lo que se necesite acceder. Von-Newman contiene lo que se conoce como ALU (unidad aritmética lógica) para el manejo de datos pero Harvard requiere que los procesos tengan un tiempo de lectura de datos y ejecución muy similares al manejarse por separado.

En conclusión, ninguna es mejor que la otra, todo depende para que tipo de caso se va a utilizar. (Harvard es más eficiente si las lecturas son iguales por el manejo de memorias pero la limita mientras que Von-Newman tiene problemas con eso pero toda la memoria se encuentra disponible).