Ejercicio 2 simu Proc y maquina von neumann PDF

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ejercicos de uso de simu Proc y la maquina de von neumann, en linea...

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EJERCICIO 2

ORGANIZACIÓN COMPUTACIONAL

EDGAR IVAN ZENTENO SOLANO TECMILENIO Al02984812

Contenido Parte 1.-..............................................................................................................................................2 1.- Lee y analiza la siguiente situación:...........................................................................................2 2.- Con base en tu análisis, completa la siguiente tabla:................................................................2 Parte 2................................................................................................................................................ 3 1.- Entra al Von Neumann Machine Simulator, haz clic en el siguiente documento y resuelve el ejercicio que ahí se indica..............................................................................................................3 1.- Observa y registra los diferentes elementos de la CPU..........................................................3 2.- Observa los diferentes elementos del simulador, busca y describe su función.....................3 3.- Responde los siguientes cuestionamientos:..........................................................................4 4.- Revisa las siguientes instrucciones que son del lenguaje ensamblador del simulador e identifica su función. -................................................................................................................5 5.- Analiza el siguiente problema:...............................................................................................5 6.- Escribe el siguiente programa en el simulador:.....................................................................6 7.- Ejecuta el programa en modo paso a paso y en forma directa. Observa los cambios en la información almacenada en memoria........................................................................................7 8.- Documenta el proceso de la ejecución del programa............................................................7 9.- Responde los siguientes cuestionamientos...........................................................................7 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...................................................................................................................................9 2.- Analiza y resuelve el siguiente problema...................................................................................9 1.- Deseas calcular el área de un cuadrado, recordando que la fórmula para calcular el cuadrado es: Área= LADO*LADO................................................................................................9 2.- Tienes los siguientes datos:...................................................................................................9 3.- En la imagen se muestra como se almacena y se obtiene el valor de la base en Z:.............10 4.- Analiza y resuelve el siguiente problema:............................................................................10 5.- Problema: El señor López desea calcular el área de un terreno con forma de paralelogramo con los datos que se muestran.................................................................................................10 3.- 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.......................................................11 1.- Entra al simulador SimuProc e identifica los elementos de la pantalla................................12 2.- Haz clic en el siguiente documento y resuelve los problemas que ahí se presentan...........12 4.- Al finalizar documenta los resultados en un reporte y elabora una conclusión sobre el aprendizaje obtenido...................................................................................................................21

Bibliografía.......................................................................................................................................21

Parte 1.1.- Lee y analiza la siguiente situación:

2.- 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).

Darle a Juan el segundo número, 15.

Juan almacena en su mente el segundo número 15.

Oído, cerebro (memoria).

Indicarle a Juan que inicie con la comparación

Juan busca en su memoria los valores almacenados, 23 y 5.

cerebro (memoria).

Juan realiza el proceso

Juan analiza el valor de ambos números.

Cerebro.

Juan concluye y envía el resultado.

Juan no s indica que el mayor de los números es 23.

Su voz.

Parte 2 1.- Entra al Von Neumann Machine Simulator, haz clic en el siguiente documento y resuelve el ejercicio que ahí se indica. 1.- Observa y registra los diferentes elementos de la CPU.

2.- Observa los diferentes elementos del simulador, busca y describe su función ALU.- Se encarga de realizar las operaciones aritméticas (sumas, restas, multiplicaciones, etc..) y lógicas (AND, OR, rotaciones, desplazamientos, etc...) con los datos. Comunmente los datos con los que funciona, así como los resultados de la operación se encuentran en registros del CPU. Las operaciones que es capaz de realizar están definidas por el juego de instrucciones del CPU. Es posible encontrar ALUs con capacidades orientadas hacia la operación con valores enteros, coma flotante o números imaginarios.

Bus de datos. - Transportan la información entre los diferentes elementos de la CPU, pueden ser la información que se está procesando o las instrucciones del programa que se ejecuta. Bus de direcciones Este indica el origen y/o el destino de los datos. En él se indica la posición de memoria a la que se está accediendo en cada momento. RAM.- Es la parte donde se almacenan los datos y las instrucciones a tratar.. IR.- Registro de instrucciones, espacio de almacenamiento para los datos con los que trabaja la CPU. Los registros se deben cargar con información que proviene de la memoria principal antes de comenzar a operar. Decoder.- Interpreta la instrucción a ejecutar. [ CITATION web13 \l 2058 ]

3.- Responde los siguientes cuestionamientos: a) ¿Que es un lenguaje? Es la capacidad que tiene el ser humano para expresar sus pensamientos y emociones a través de señales, palabras o gráficos. b) ¿Qué es un lenguaje de computadora? Es la forma en que un programador interpreta o dar órdenes a través de sintaxis y que cuya función y orden varía de acuerdo al tipo de lenguaje de programación. c) X d) ¿Qué es el lenguaje maquina? Es el tipo de lenguaje que interpretan las maquinas a través de un procesador, también conocido sistema binario y que representado a través de 1's y 0's. e) ¿Qué es el lenguaje ensamblador? Es un lenguaje de programación llamado de bajo nivel y que es utilizado en computadoras, microprocesadores, micro controlador y circuitos programables.

4.- Revisa las siguientes instrucciones que son del lenguaje ensamblador del simulador e identifica su función. -

A través del simulador, 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 entradaa. a. b. c. d. e.

Calificación 1. Calificación 2. Calificación 3. Calificación 4 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:      

Carga la calificación 1 al acumulador. Suma el valor de la calificación 2 con el valor cargado en el acumulador. Suma la calificación 3 con el acumulador que ya contiene la suma de la calificación 1 y la calificación 2. Suma la calificación 4 con el acumulador que ya contiene la suma de la calificación 1, la calificación 2 y la calificación 3. Divide entre cuatro el valor del acumulador que contiene la suma de las tres calificaciones y lo deja en el acumulador. Guarda el valor del acumulador en memoria en el registro T2.

6.- Escribe el siguiente programa en el simulador:

7.- Ejecuta el programa en modo paso a paso y en forma directa. Observa los cambios en la información almacenada en memoria.

8.- Documenta el proceso de la ejecución del programa.

9.- Responde los siguientes cuestionamientos. a) Cuáles son los elementos que lo integran? Memoria RAM, ALU unidad aritmética lógica, registro de instrucciones y el acumulador. b) Cuál es el contenido de la memoria RAM? Los datos que transportara a la ALU para su ejecución. c) Qué papel juega la memoria RAM en el proceso de ejecución del programa? Guardar el valor de los datos que se ejecutaran, en este caso los valores de las variables. d) Cuántas divisiones tiene? ¿Qué se guarda en esa división y para qué sirve? 1 división, se guarda el promedio de las cuatro calificaciones y sirve para obtener el promedio. e) ¿Qué es el CPU? y ¿Cómo funciona? Es la unidad central de procesamiento, y se encarga de interpretar las funciones de un programa, realizando las operaciones básicas, aritméticas, lógicas y de entrada/salida del sistema. f) ¿Qué papel juega el CPU en la ejecución del programa? Se encarga del control y ejecución de los datos de la memoria. g) ¿Cuántos registros de almacenamiento especial tiene? Tiene dos, el registro de direcciones y el de datos de memoria. h) ¿Para qué sirven? y ¿Qué función tienen? Registro de direcciones de memoria. - especifica la dirección en memoria de la próxima entrada o salida de datos. Registro para datos de memoria. - contiene el dato que se va a escribir en memoria o la ubicación de donde se escribe el dato a leer de la memoria.

i) ¿Para qué es el MUX y DECODIFICADOR? El MUX se encarga de seleccionar la operación a ejecutar en la ALU, el Decodificador interpreta las instrucciones y organiza los ciclos de instrucción. j) ¿Para qué es el PC? Contador de programa que indica la dirección de memoria en la cual está la instrucción del programa que se va a ejecutar. k) ¿Cuál es la función de las líneas rojas? Comunicar a los componentes, son los buses del sistema. l) ¿Con qué elementos interactúa? Con: ALU, ACC, IR, DECODDER, PC y RAM. m) ¿Qué elemento lleva el control de la secuencia de instrucciones? El contador de programa PC n) ¿Cuál es el proceso para realizar la siguiente instrucción? Tener el bus de datos libre para llevar a la memoria el siguiente dato. [ CITATION Lor21 \l 2058 ]

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. El CPU es el encargado de la ejecución de un programa que ocurre a través de llamado ciclo de instrucción que consta de dos etapas, de un ciclo de captación en que cada instrucción en memoria, a través del ciclo contador (PC) el cual indica la instrucción que debe captarse dicho ciclo de ejecución es donde la instrucción es almacenada en el registro de instrucción (IR) y a su vez escribe el Código binario y el CPU la ejecuta. Reflexión: El hacer posible la ejecución de comandos de la misma forma que los datos, que cada celda de memoria se identifique con un número único, fue el principal logro de Von Neumann y por lo cual a la fecha le debemos la tecnología que se desarrolla.

2.- Analiza y resuelve el siguiente problema. 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: Dato de entrada a) Valor del lado Dato de salida a) Valor del área.

Proceso: a) b) c) d)

Cargar el valor de lado en el acumulador Calcular la multiplicación de lado por lado. Almacenar el resultado en Z Terminar el programa.

Escribiendo el programa:

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

4.- Analiza y resuelve el siguiente problema: 5.- Problema: El señor López desea calcular el área de un terreno con forma de paralelogramo con los datos que se muestran.

a) A = (b) (a), donde b representa la base y h representa la altura del paralelogramo. La altura de un paralelogramo es el segmento perpendicular a la base. b) Escribe el programa en lenguaje ensamblador del simulador:

[ CITATION Lor21 \l 2058 ] 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.

3.- 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. 1.- Entra al simulador SimuProc e identifica los elementos de la pantalla. 2.- Haz clic en el siguiente documento y resuelve los problemas que ahí se presentan. Problema 1. 1.- Escribe el siguiente Código en el editor 2:

2.- Ahora pasa el código al Editor1 dando un clic en “Convertir a Editor1 "

a) Cuál es la función de la instrucción que se almacenara en la dirección 000?. MSG ‘ Hola Mundo Tecmilenio? b) Cuál es la función de la instrucción que se almacenara en la dirección 001?. HLT.

3.- Recuerda leer los comentarios que se muestran en el editor 1. 4.- Una vez cerrada la ventana del editor, observa el conjunto de instrucciones situado en la memoria, da un click en el botón ejecutar.

5.- Al ejecutar el programa, se puede observar los siguientes valores:      

Contador del programa (PC). Registro de dirección de memoria (MAR). Registro de dirección de datos (MDR). Registro de instrucción (IR) y la unidad aritméticalógica (ALU). Registros generales. La pila.

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

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 compara del 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:

3.- Ejecuta el programa:

4.- Completa la siguiente tabla con los valores que tomaron los registros del procesador del simulador SimuProc. Paso

PC

MAR

Instrucción

MDR

IR

AX

Pantalla

1

0

2

Teclado

1

000

Muestra en pantalla

42000

42000

1001110000

Programa del costo del terreno

3

2

001

Muestra en pantalla

40000

40000

1101110000

Da el costo del terreno

100

4

3

1C

101CAX

1100100

5

4

003

Muestra en pantall

110010 0 40000

40000

1100100

Da el numero de mts de terreno a comprar

8

6

5

1D

Toma dato

1000

101DAX

1000

7

6

1C

procesando

8

7

1D

Calculando

9

8

08

110010 0 1000

011C

1100100

221D

1100100000

99000

99000

1100100000

El costo del terreno es 800

[ CITATION Tec218 \l 2058 ] 5.- Documenta el proceso el proceso que seguiste para la ejecucion del programa (imagenes) de los problemas 1 y 2 y entrega el programa. Todas las imágenes están en este documento en su respectivo punto. 6.- Entrega un diagrama en el que se muestren los componentes del procesador y sus funciones.



  

Memoria: es el elemento en donde se guardan las instrucciones que ejecuta el computador y los datos sobre los que operan las instrucciones. Estas instrucciones reciben el nombre de programa. Unidad Central de Proceso o CPU: es el elemento que ya hemos definido anteriormente. Es el encargado de procesar las instrucciones que le llegan de la memoria Unidad de entrada y salida: permite la comunicación con los elementos del exterior. Buses de datos: son las pistas, vías o cables que conectan físicamente los elementos anteriores.

[ CITATION Axe17 \l 2058 ]

4.- Al finalizar documenta los resultados en un reporte y elabora una conclusión sobre el aprendizaje obtenido. Este documento es el reporte de todo el ejercicio realizado Conclusión: Es muy interesante la manera en que se distribuyen los elementos de los equipos de computo para lograr realizar diversos procesos en los cuales integran todos los elementos de la maquina de Von Neumann y consolidad todos los datos con sus respectivos procesos para generar resultados.

Bibliografía España, A. S. (25 de noviembre de 2017). computerhoy. Obtenido de https://computerhoy.com/noticias/hardware/que-es-como-funciona-cpu-64368 Ganni., L. (marzo de 2021). Von Neumann Machine Simulator . Obtenido de http://vnsimulator.altervista.org/ TecMilenio. (Marzo de 2021). Cursos TecMilenio. Obtenido de https://cursos.tecmilenio.mx/courses/57056/assignments/1047817 webedia. (14 de octubre de 2013). genbeta. Obtenido de https://www.genbeta.com/desarrollo/como-funciona-la-computacion-actualfuncionaiento-de-la-arquitectura-de-von-neumannv...