Test: Arquitectura y hardware del ordenador (11 preguntas)

1. ¿Qué característica permite a la arquitectura de Harvard mejorar el acceso a instrucciones y datos?

A. Integra instrucciones y datos en una memoria común con un bus compartido

B. Utiliza memorias separadas y buses independientes para ambos tipos de información

C. Reduce la cantidad de buses para simplificar la comunicación con la CPU

D. Reserva la memoria de datos para los periféricos y la de instrucciones para la entrada-salida

Answer: (B)

Explicación

Harvard separa las memorias de instrucciones y datos, y emplea buses independientes que permiten acceder a ambos de forma simultánea. La memoria común con bus compartido corresponde a Von Neumann y puede limitar el acceso concurrente.

2. ¿Qué comparación describe correctamente las diferencias entre las arquitecturas de Von Neumann y Harvard?

A. Ambas permiten accesos simultáneos, pero Von Neumann presenta una organización más compleja

B. Von Neumann emplea buses dedicados y Harvard utiliza un bus compartido para todos los accesos

C. Von Neumann usa buses compartidos y Harvard emplea buses dedicados con acceso simultáneo

D. Ambas usan buses compartidos, aunque Harvard alcanza mayor rendimiento por su memoria única

Answer: (C)

Explicación

Von Neumann comparte los buses y no permite acceder simultáneamente a instrucciones y datos, mientras que Harvard usa buses dedicados y ofrece mayor rendimiento. Las demás alternativas intercambian o atribuyen incorrectamente estas propiedades.

3. ¿Qué objetivo persigue una arquitectura híbrida al combinar rasgos de Harvard y Von Neumann?

A. Combinar sus características para mejorar el rendimiento del sistema

B. Separar todos los componentes para eliminar la comunicación entre memoria y CPU

C. Sustituir los buses por una conexión exclusiva entre la CPU y la memoria

D. Mantener una memoria única para reducir el rendimiento y simplificar el diseño

Answer: (A)

Explicación

Las arquitecturas híbridas integran características de Harvard y Von Neumann con el propósito de mejorar el rendimiento. Mantener una memoria única sin combinar otros rasgos no describe una arquitectura híbrida, sino una característica asociada a Von Neumann.

4. ¿En qué tipo de sistemas es especialmente común la arquitectura de Harvard?

A. En ordenadores personales tradicionales que emplean una memoria común

B. En servidores generales que organizan instrucciones y datos con buses compartidos

C. En microcontroladores y sistemas embebidos, como los utilizados en Arduino

D. En sistemas de entrada-salida que carecen de procesador y memoria propia

Answer: (C)

Explicación

Harvard es común en microcontroladores y sistemas embebidos, entre ellos los basados en Arduino. Los ordenadores personales tradicionales se asocian principalmente con arquitecturas Von Neumann, no con la aplicación descrita.

5. ¿Qué caracteriza a la arquitectura de Harvard en comparación con la de Von Neumann?

A. Utiliza memorias separadas para instrucciones y datos, permitiendo acceso simultáneo mediante buses independientes.

B. Utiliza una única memoria y buses dedicados para instrucciones y datos, optimizando el rendimiento.

C. Utiliza una única memoria para instrucciones y datos, compartiendo buses para simplificar el diseño.

D. Utiliza memorias separadas, pero comparte buses para reducir la complejidad.

Answer: (A)

Explicación

La arquitectura de Harvard se distingue por usar memorias separadas para instrucciones y datos, lo que permite el acceso simultáneo mediante buses independientes. La de Von Neumann, en cambio, comparte memoria y buses, lo que limita el acceso simultáneo y reduce la complejidad.

6. ¿Cuál es una de las principales diferencias entre la arquitectura de Harvard y la de Von Neumann en términos de memoria y buses?

A. Harvard utiliza memorias separadas y buses dedicados, permitiendo acceso simultáneo, mientras que Von Neumann comparte memoria y buses, sin acceso paralelo.

B. Ambas arquitecturas usan memorias y buses compartidos, pero Harvard tiene mayor velocidad de acceso.

C. Harvard y Von Neumann utilizan la misma estructura de memoria, pero Harvard tiene buses más rápidos.

D. Harvard comparte memoria y buses, pero Von Neumann utiliza memorias separadas y buses dedicados.

Answer: (A)

Explicación

La arquitectura de Harvard usa memorias separadas y buses dedicados, lo que permite el acceso simultáneo a instrucciones y datos, a diferencia de Von Neumann que comparte memoria y buses, limitando el acceso paralelo.

7. ¿Cuál es la función principal del ciclo de ejecución de Von Neumann en un sistema informático?

A. Buscar el programa en memoria, pasar instrucciones a la CPU, realizar operaciones y almacenar resultados.

B. Gestionar la comunicación entre diferentes dispositivos periféricos y la CPU.

C. Controlar únicamente la entrada y salida de datos sin intervenir en el procesamiento.

D. Ejecutar instrucciones en paralelo mediante múltiples núcleos para aumentar la velocidad.

Answer: (A)

Explicación

El ciclo de Von Neumann describe los pasos básicos que realiza la CPU para ejecutar un programa, incluyendo buscar instrucciones, decodificarlas, ejecutarlas y almacenar resultados. La opción que menciona la ejecución en paralelo no corresponde a este ciclo, que es secuencial.

8. ¿En qué se diferencian principalmente la arquitectura de Harvard y la de Von Neumann en cuanto a la gestión de memoria y buses?

A. La arquitectura de Harvard utiliza memorias y buses separados para instrucciones y datos, permitiendo acceso simultáneo, mientras que Von Neumann comparte memoria y buses, lo que limita el acceso concurrente.

B. La arquitectura de Harvard usa una única memoria y bus para instrucciones y datos, mientras que Von Neumann emplea memorias y buses separados, permitiendo mayor seguridad.

C. Harvard combina memoria y buses para instrucciones y datos, facilitando el acceso simultáneo, en contraste con Von Neumann que los separa, reduciendo la velocidad.

D. Harvard y Von Neumann usan la misma estructura de memoria y buses, pero Harvard es más rápida por su diseño más simple.

Answer: (A)

Explicación

La principal diferencia radica en que Harvard separa memoria y buses para instrucciones y datos, lo que permite acceso simultáneo y mayor rendimiento. La arquitectura de Von Neumann comparte memoria y buses, lo que limita el acceso concurrente y puede afectar el rendimiento.

9. ¿Cuál es una de las principales consecuencias de utilizar una arquitectura CISC en comparación con RISC en términos de complejidad y rendimiento?

A. Las arquitecturas CISC predomina en dispositivos móviles debido a su simplicidad y menor consumo energético.

B. Las arquitecturas RISC utilizan instrucciones más complejas y de longitud variable, lo que aumenta la eficiencia en sistemas de bajo consumo.

C. Las instrucciones CISC son más complejas y de longitud variable, lo que puede reducir la velocidad de ejecución pero aumentar la capacidad de realizar operaciones en una sola instrucción.

D. Las instrucciones RISC son más complejas y de longitud variable, permitiendo realizar múltiples operaciones en una sola instrucción y mejorando el rendimiento.

Answer: (C)

Explicación

Las instrucciones CISC son más complejas y de longitud variable, lo que puede disminuir la velocidad de ejecución en comparación con RISC, que usa instrucciones simples y regulares. La complejidad de CISC también permite realizar varias operaciones en una sola instrucción, pero esto no siempre se traduce en mayor rendimiento.

10. ¿Cómo se puede aplicar el conocimiento sobre los factores que afectan el rendimiento de la CPU para optimizar el uso de un sistema informático?

A. Utilizando siempre la CPU con la mayor frecuencia de reloj disponible, sin considerar otros factores como la arquitectura o la memoria.

B. Seleccionando una CPU con mayor frecuencia de reloj, más núcleos y mayor memoria caché para tareas que requieren alto rendimiento.

C. Reduciendo la frecuencia de reloj de la CPU para disminuir el consumo energético, aunque esto reduzca el rendimiento.

D. Optando por CPUs de menor frecuencia y menos núcleos para tareas básicas, ya que son más eficientes en consumo y rendimiento.

Answer: (B)

Explicación

Aplicar conocimientos sobre los factores de rendimiento permite escoger CPUs con características adecuadas a las necesidades específicas, como mayor frecuencia, núcleos o caché. La opción de solo considerar la frecuencia no es suficiente, ya que otros factores también influyen en el rendimiento.

11. ¿Cuál es una de las principales características que diferencian a los buses dedicados en la arquitectura de Harvard de los buses compartidos en la arquitectura de Von Neumann?

A. Los buses dedicados requieren menos cables y son más económicos.

B. Los buses dedicados permiten acceso simultáneo a instrucciones y datos, mejorando el rendimiento.

C. Los buses compartidos en Von Neumann permiten acceso simultáneo a instrucciones y datos.

D. Los buses compartidos en Von Neumann facilitan una mayor velocidad de transferencia.

Answer: (B)

Explicación

Los buses dedicados en la arquitectura de Harvard permiten el acceso simultáneo a instrucciones y datos, lo que aumenta el rendimiento. En cambio, los buses compartidos en Von Neumann no permiten acceso simultáneo, lo que puede limitar la velocidad de procesamiento.