Soluciones

10.1. Un sistema informático en una tienda

a) Hardware: escáner, pantalla u ordenador. Software: programa de ventas. Datos: código, precio o registro de venta. Persona usuaria: dependienta.

b) Entrada: lectura del código; procesamiento: consultar y asociar el precio al producto; almacenamiento: registrar la venta; salida: mostrar el precio.

c) El código identifica el producto; al interpretarlo y consultar los datos asociados se obtiene información útil, como qué producto es y cuánto cuesta.

10.2. Dos formas de organizar un ordenador

a) A: Von Neumann. B: Harvard.

b) Ambos accesos compiten por el camino compartido y uno puede tener que esperar: cuello de botella de Von Neumann.

c) El esquema A debe mostrar CPU conectada a una memoria común para datos e instrucciones. El B debe mostrar CPU con dos conexiones diferenciadas: memoria de instrucciones y memoria de datos. Aceptar distintas distribuciones gráficas si expresan esa diferencia. Son modelos funcionales simplificados.

10.3. ¿Cómo llega un dato desde la RAM hasta la CPU?

a) 120 es la dirección o ubicación; 42 es su contenido.

b) Direcciones: 120. Datos: 42. Control: señales que solicitan y coordinan una lectura.

c) 1) La CPU coloca la dirección 120 en el bus de direcciones. 2) Solicita lectura mediante control. 3) La memoria obtiene el contenido de esa ubicación. 4) El valor 42 viaja por el bus de datos y la CPU lo recibe, representado en el modelo por el MDR. Las señales pueden coordinarse parcialmente en paralelo; no exigir una secuencia física de cables.

10.4. Encuentra los errores sobre la CPU

1. La unidad de control coordina la ejecución y el PC contiene la dirección de la siguiente instrucción; un salto puede modificarla. La ALU realiza operaciones aritméticas y lógicas.
2. Las sumas las realiza la ALU, bajo coordinación de la unidad de control.
3. Los registros guardan temporalmente datos, instrucciones o direcciones dentro de la CPU; no conservan archivos tras apagar.
4. 4 GHz significa aproximadamente cuatro mil millones de ciclos de reloj por segundo, no un número fijo de instrucciones. La cantidad de instrucciones por ciclo puede variar y depende del procesador y del trabajo.

10.5. ¿Dónde se guarda cada cosa?

Elemento	Función principal	¿Conserva el contenido al apagar?
Registros	Valores, instrucciones y direcciones inmediatos de la CPU	No
Caché	Copias de datos e instrucciones para reducir accesos a RAM	No
RAM	Datos e instrucciones de programas en uso	No
SSD	Almacenamiento persistente de programas y archivos	Sí

De menor a mayor rapidez, en la jerarquía simplificada: SSD → RAM → caché → registros. El SSD ofrece capacidad y persistencia, pero no la rapidez de los niveles próximos a la CPU. La jerarquía combina velocidad, capacidad y coste; el SSD no sustituye a la memoria de trabajo.

10.6. El documento que desapareció

a) En el SSD.

b) La RAM mantenía el documento en uso y sus modificaciones temporales, junto con datos e instrucciones de la aplicación.

c) Se espera encontrar la versión original guardada: no se habían escrito los cambios en el SSD. La respuesta se refiere al escenario dado, sin autoguardado ni recuperación y sin suponer una avería adicional.

d) No en ninguno de los dos casos. Más RAM o un SSD más rápido no guardan por sí solos los cambios. Es necesario guardar o disponer de un mecanismo de autoguardado.

10.7. Verdadero o falso, con explicación

a) Falso: el SSD es no volátil. b) Verdadero: cuando el dato está disponible en caché se evita acceder a la RAM para obtenerlo. c) Falso: el de direcciones indica la ubicación; el de datos transporta el contenido. d) Falso: estar almacenado no implica estar ejecutándose; la CPU debe ejecutar sus instrucciones. e) Verdadero: muestra información y recibe pulsaciones táctiles. f) Falso: influyen arquitectura, trabajo realizado, núcleos, caché y otros factores además de la frecuencia.

10.8. Un mismo número, tres representaciones

a) 45 = 32 + 8 + 4 + 1; los bits para 32, 16, 8, 4, 2 y 1 son 1, 0, 1, 1, 0, 1: 101101₂.

b) 10110110₂ = 128 + 32 + 16 + 4 + 2 = 182₁₀.

c) 3 → 0011 y A → 1010: 0011 1010₂. En decimal: 3 × 16 + 10 = 58₁₀.

d) Agrupando cuatro bits: 1111 → F y 0000 → 0; resultado: F0₁₆.

Cuatro bits permiten 2⁴ = 16 combinaciones, tantas como los 16 valores de un dígito hexadecimal. Aceptar ceros iniciales y procedimientos equivalentes correctos.

10.9. Del teclado a la pantalla

a) Entrada: teclado y ratón si se pulsa un botón con él; también puede usarse una pantalla táctil. Salida: pantalla.

b) La RAM mantiene instrucciones y datos de trabajo; la CPU ejecuta las instrucciones de la calculadora.

c) La unidad de control interpreta y coordina; la ALU calcula la suma; los registros conservan operandos, direcciones y resultados temporales.

d) El dispositivo genera las entradas, el sistema y la aplicación las interpretan mediante instrucciones ejecutadas por la CPU, los operandos se mantienen en memoria y registros, la ALU obtiene 13 y el sistema prepara la salida para mostrarlo. No exigir que el teclado se conecte directamente a la ALU ni que la ALU dibuje la pantalla.

10.10. Cada registro tiene su trabajo

Relaciones: PC–B; IR–A; MAR–D; MDR–C.

a) La dirección identifica una ubicación; el dato es el contenido leído o escrito en ella. No confundir MAR con MDR.

b) Los registros tienen capacidad muy reducida y funciones inmediatas en la CPU. La RAM permite mantener muchos más datos e instrucciones de programas en uso; sus funciones se complementan.

10.11. ¿Qué ocurre si el dato no está en caché?

a) Un fallo de caché se produce cuando el dato solicitado no está en la caché consultada; no significa una avería.

b) Si hay más niveles de caché, pueden consultarse antes. Si no se encuentra en ninguno, se obtiene de la RAM, donde el enunciado indica que está.

c) La RAM tiene mayor latencia de acceso que la caché, diseñada para proporcionar acceso rápido cerca de la CPU.

d) La caché tiene poca capacidad y mantiene copias de una parte de los datos e instrucciones. La RAM conserva el conjunto de trabajo más amplio. No aceptar que un fallo de caché obligue siempre a acceder al SSD.

10.12. Entrada, salida o ambas

Dispositivo	Clasificación	Información que intercambia
Teclado	Entrada	Pulsaciones y órdenes hacia el ordenador
Monitor sin función táctil	Salida	Imágenes y texto desde el ordenador
Micrófono	Entrada	Audio hacia el ordenador
Altavoces	Salida	Audio desde el ordenador
Pantalla táctil	Entrada/salida	Pulsaciones hacia el ordenador e imágenes desde él
Impresora multifunción con escáner	Entrada/salida	Digitalizaciones hacia el ordenador y documentos enviados para impresión

La clasificación depende del sentido funcional de la información respecto al ordenador. Un teclado sigue siendo de entrada tanto con cable como inalámbrico. No confundir señales de coordinación de una conexión con la función principal del periférico.

10.13. Revisa unas conversiones

a) Son correctas B, C y E.

b) A: 1010₂ = 1 × 8 + 0 × 4 + 1 × 2 + 0 × 1 = 10₁₀, no 12. D: 2F₁₆ = 2 × 16 + 15 = 47₁₀, no 25.

Comprobaciones de las correctas: B, 1111₂ = 15₁₀ = F₁₆; C, 20 = 16 + 4 = 10100₂; E, 1000 0000₂ se agrupa como 8 y 0, dando 80₁₆.

c) 10201 no es binario porque contiene un 2; en base dos solo se admiten los dígitos 0 y 1.