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SolucionesSolución del ejercicio 1El valor -27,25 en binario es -11011,01 = -1,1011011 x 24. Por tanto:   o El bit de sign...
b) En la siguiente tabla se muestran las operaciones elementales y las señales de control.      Ciclo    Operación element...
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Soluciones examen-final-enero-2010

  1. 1. UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID. DEPARTAMENTO DE INFORMÁTICA INGENIERÍA TÉCNICA EN INFORMÁTICA DE GESTIÓN. ESTRUCTURA DE COMPUTADORES Examen final. 22 de enero de 2010Para la realización del presente examen se dispondrá de 1:30 horas. NO se podrán utilizar libros, apuntes ni calculadoras deningún tipo.Ejercicio 1. Represente en el estándar de coma flotante IEEE 754 de 32 bits el siguiente número: -27.25Ejercicio 2. Indique de forma razonada el valor decimal de los siguientes números hexadecimales que representannúmeros en coma flotante en el estándar IEEE 754 de 32 bits: a) 0xFF800000 b) 0x40E80000Ejercicio 3. Escriba utilizando el ensamblador del MIPS32, el código de una función que calcule el resultado de lasuma 1 + 2+ 3 + …. + N. El valor de N se pasa a la función en el registro $a0 y se asumirá que es mayor que 0. Lafunción devolverá el resultado en el registro $v1.Ejercicio 4. Considere el siguiente esquema de procesador de 32 bits. El banco de registros incluye 32 registros.Considere que el computador utiliza un ciclo de reloj para realizar la decodificación de la instrucción y que seconecta a una memoria que permite realizar una operación de lectura y de escritura en un ciclo. L Memoria principal EBus de direcciones Bus de datos Bus de control Procesador Td Ta 4 Señales de control + C2 Unidad de C1 MAR MBR PC C4 C6 RI C3 C5 Control Señales de T3 T4 T8 interrupción Bus interno T7 T1 T2 C9 C10 RT1 RT2 T5 RE C7 C8 A B 0 1 0 1 T6 MA MUX A MB MUX B RA RB Banco de RC registros ALU SC Cod. OP E C11 RT3Se pide: a) ¿Qué es y para qué sirve el registro contador de programa? ¿Qué es y para qué sirve el registro de instrucción? b) Indique las operaciones elementales y las señales de control necesarias para ejecutar la instrucción addi R1, R2 valor que suma el contenido del registro R2 con el valor inmediato valor y deja el resultado en el registro R1. Tanto R1 como R2 se encuentran en el banco de registros.Ejercicio 5. Sea un computador de 32 bits con una memoria caché de 512 KB, líneas de 128 bytes y un tiempo deacceso de 5 ns. La caché es asociativa por conjuntos de 2 vías y se emplea la política de reemplazo LRU. Se pide: a) Indique el número de líneas y de conjuntos de la memoria caché del enunciado. b) Indique de forma razonada el tamaño de los bloques que se transfieren entre la memoria caché y la memoria principal c) Si el tiempo para transferir un bloque de memoria principal a caché es de 200 ns y la tasa de aciertos de la caché es del 90%, indique el tiempo medio de acceso al sistema de memoria en este computador.
  2. 2. SolucionesSolución del ejercicio 1El valor -27,25 en binario es -11011,01 = -1,1011011 x 24. Por tanto: o El bit de signo es 1, porque el número es negativo. o El exponente es 4, por tanto el exponente que se almacena es 4 + 127 = 131, que en binario es 10000011 o La mantisa es 10110110000 …. 00000Por tanto el número -27,25 se representa como 1100000111011011000………….00000Solución del ejercicio 2 a) 0xFF800000 = 111111111000000…..00000000 -> representa menos infinito b) 0x40E80000 = 0100000011101000.000000000 Signo = 0 -> positivo Exponente almacenado = 10000001 = 129 -> exponente real = 129 -127 = 2 Mantisa almacenada = 11010000 …. 000000 -> mantisa real = 1,1101 El número es 1,1101 x 22 = 111,01 = 7,25Solución del ejercicio 3suma: move $t0, $a0 li $t1, 0 bucle: beq $t0, 0, fin add $t1, $t1, $t0 sub, $t0, $t0, 1 b bucle fin: move $v0, $t1 jr $raSolución del ejercicio 4 a) El contador de programa es el registro que almacena la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar. El registro de instrucción es el registro que almacena la instrucción que se está ejecutando en un momento dado.
  3. 3. b) En la siguiente tabla se muestran las operaciones elementales y las señales de control. Ciclo Operación elemental Señales de control activadas C1 MAR ← PC T4, C1 C2 MBR ← MP, L, Td, C2, C4 PC ← PC + 4 C3 RI ← MBR T3, C6 C4 Decodificación C5 TR1 ← RI(valor) T8, C9 C6 R1 ← R2 + TR1 RB = <dir de R2> MA = 1 MB = 0 Cod op = SUMAR T5 RC = <dir de R1> SCSolución del ejercicio 5 a) La caché tiene un tamaño de 512 KB = 219 bytes. como cada línea tiene 128 = 27 bytes, el número de líneas es 219 bytes / 27 bytes = 212 líneas = 4096 líneas. Como la caché es asociativa por conjuntos de 2 vías, cada conjunto tiene dos líneas, por tanto el número de conjuntos es 4096 / 2 = 2048 conjuntos. b) El tamaño del bloque que se transfiere entre memoria principal y caché coincide con el tamaño de la línea, es decir, con 128 bytes. c) El tiempo medio de acceso al sistema viene dado por la siguiente expresión: tm = tc ⋅ Pa + (1-Pa) ⋅ tf Por tanto: Tm = 5 ⋅0,9 + (1-0,9) ⋅ 205 = 25 ns

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