separata arqcomp parteiia buses

7/28/2019 Separata ArqComp ParteIIA Buses

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ARQUITECTURA DE COMPUTADORASTEMA: BUSES DE INTERCONEXIN

[email protected] EPIS-FICSA-2012-II

1. Un radio-modem enva correos electrnicos mediante mensajes a un terminal remoto. La

transmisin se realiza con 8 bits para datos, 1 bit de start y 1 bit de stop por cada carcter; no se

realiza control de paridad. Cada mensaje puede tener como mximo 250 caracteres

a) Calcular la velocidad en bits/s necesaria que permita un trfico mximo de 1000 mensajes en 1

minuto

b) Debido a los errores en la transmisin hay que fijar la velocidad en 2400 bits/s Cuntos

mensajes podremos transmitir entonces en 1 minuto?

Respta:

a)

Usando equivalencias

Los bits a transmitir son

Datos 8 bits

Start 1 bit

Stop 1 bit

Total 10 bit

Cada mensaje es de 250 caracteres

La velocidad debe ser superior a 41 KB/s

b) De la velocidad podemos deducir el nmero de mensajes por minuto


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Se envan 57 mensajes completos

En 10 minutos sern 576 y no 570!

2. Comparar la velocidad de transferencia de datos de un bus paralelo de 8 bits que funciona a 11

KHz con un bus serie de 115200 bps que incluyen 1 bit de start, 1 bit de paridad, 1 bit de stop y 7

bits de datos.

Respta:

Bus paralelo:

Bus serie:

3. Se desea transmitir vdeo con las siguientes caractersticas: cada imagen tiene 1024x1024

puntos (pixels), cada punto se representa por 3 Bytes y se transmiten 24 imgenes por

segundo.

a) Qu capacidad de transmisin (ancho de banda), expresada en bytes por segundo, senecesita para esto? Puede expresarlo en MB o KB.

b) Si se est usando un bus paralelo sincrnico de 64 bits de datos, en el cual cadatransaccin toma 4 ciclos de reloj, Cul debe ser la velocidad del reloj en MHz para

soportar el ritmo de transmisin?

c) Si se est usando un bus serial sincrnico, Cul debe ser la velocidad del reloj, enMHz, para soportar el ritmo de transmisin?


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Respta:

a)

Ancho de Banda:

b)Velocidad de Reloj: Regla de tres

Cada 4 ciclos 8 Bytes

X 75 497 472 Bytes/s

X = 37 748 736 Ciclos/s = 37,7 MHZ

c)

Velocidad Bus Serial:

Cada 1 ciclo 1 Bit

X 75 497 472 Byte/s x 8 bits/Byte

X = 75497472 * 8

= 603 979 776 Hz

= 603,9 MHz

4. Se est haciendo transmisin serial a 100 000 bps. Suponiendo que la seal viaja a la

velocidad de la luz, cunto mide un bit? Es decir, desde que se empieza a emitir un bit, hasta

que se acaba de emitir, cunto alcanza a avanzar la seal?

a) Se tiene una fibra ptica intercontinental (10 000 Km a Europa) que puedetransmitir a 1 Gigabit. La seal va a la velocidad de la luz. Si se transmite un

paquete de 1 Megabit, qu porcentaje del cable ocupar el megabit?


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b)

Nota: tome Megabit = 10

6

bits, y Gigabit = 10

3

Megabits.c) Se tiene un bus (bus A) paralelo de 32 bits, que funciona a una frecuencia de 33 MHz,

y transmite cada dato en un ciclo de reloj; se tiene otro bus B de 64 bits y 66MHz.

Cuntos ciclos de reloj debe gastar el bus B para transmitir cada dato para que su

velocidad de transmisin (Bytes/s) sea la misma del bus A?

Respta:

Se est haciendo transmisin serial a 100 000 bps. Suponiendo que la seal viaja a la

velocidad de la luz, cunto mide un bit? Es decir, desde que se empieza a emitir un bit, hasta

que se acaba de emitir, cunto alcanza a avanzar la seal?

a)

Longitud de un bit:

Frecuencia = 100 000 bps

1 bit toma:

Tiempo =

A la velocidad de la luz avanza:

Distancia = velocidad * tiempo

b)

Nota: tome Megabit = 10

6

bits, y Gigabit = 10

3

Megabits.Cunto toma transmitir el Mb?

Regla de tres: 1 s ---------- 106

bits

X ---------- 103

bits X = 10-3

seg


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En ese tiempo la luz avanza 300000 km/seg * 10

-3

seg= 3000 Km

= 30% del cable

c)

Velocidad Bus A:

4 bytes * 33 000 000 = 132 000 000 Bytes/s

8 Bytes * 66 000 000 / X (ciclos/tran) = 132 000 000 Bytes/s

X = 4 ciclos / transaccin

5. Supongamos los siguientes datos:

Para transmitir voz digitalmente es necesario realizar 8000 muestreos por segundo

de la onda de voz. Cada muestreo es de 8 bits (un nmero entre 0 y 255). Los

muestreos se envan serialmente.

El TiVo es un nuevo dispositivo con la misma funcionalidad de un VHS pero

almacena la informacin en un disco duro. El TiVo puede grabar en tiempo real,

lo cual permite que est, al mismo tiempo, grabando el programa y reproducindolo

solo que con un desfase en el tiempo. De esta manera, es posible activar el TiVo

y alejarse del televisor mientras se est emitiendo un programa, para retomar el

programa en el punto en que uno se encontraba antes de alejarse.

Una transmisin digital de televisin enva 24 imgenes/s., cada imagen tiene

1024x1024 pixels y puede representar 16 Mega colores. La transmisin se efecta

serialmente.

En una tpica conversacin telefnica con Pedro el escamoso circulan 4800

KBytes por la lnea.


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Si usted est viendo televisin, y le llega una tpica llamada de Pedro el escamoso, De

cunto espacio de debe disponer en el disco duro de su TiVo con el fin de que no se pierda nada

del programa? Exprselo en MBytes.

Respta:

Ancho Banda requerido para Voz: 8 000 * 8 = 64 000 bps

Duracin de la llamada : 4800 * 1024 * 8 / 64 000 = 614,4 segundos

Ancho Banda Video: 24 * 1024 * 1024 * 3 = 75 497 472 Bytes/s

Espacio requerido : 75 497 472 Bytes/s * 614,4 s = 46 385 646 796,8 Bytes

= 43,2GB

6. El USB es un bus serial que, entre otras caractersticas, permite la conexin simultnea de

varios dispositivos al mismo bus:

a) Sabiendo que el reloj de transmisin del bus USB oscila a una frecuencia de 12 MHZ,Cul es el ancho de banda terico de un bus USB? (Exprselo en MB / s)

b) Un bus ULTRA SCSI 2 ofrece un ancho de banda terico de 80MB/s con un ancho delbus de 16 bits. A qu frecuencia oscila el reloj del Bus?

c)

En una teleconferencia se transmite voz y video simultneamente hacia un auditorio.Para transmitir voz en formato digital, es necesario tomar 8000 muestreos por

segundo de la onda de voz. Cada muestreo mide 8 bits. Para una transmisin de

video de baja calidad se requiere el envo de 10 imgenes por segundo. Cada

imagen es de 800 x 600 pixels y cada pixel se representa en 1 B y t e . Cuntas

teleconferencias simultneas se pueden transmitir a travs de un bus USB y cuntas a

travs de un bus ULTRA SCSI 2?


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Respta:

12 000 000 ciclos/s * 1bit / ciclo = 12 000 000 bits / s = 11,44 Mbits/s

Ancho Banda = 80 * 1024 * 1024 * 8 = 671 088 640 bits/s

En cada ciclo se envan 16 bits se requieren entonces

671 088 640 / 16 = 41 943 040 Hz


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EJERCICIOS PROPUESTOS1. Un bus de 32 bits trabaja a 100 MHz, cada operacin de memoria requiere 2 ciclos de reloj.

Todas las instrucciones del computador ocupan 4 bytes y todos los operandos de memoria son

de 4 Bytes. Adems, se sabe que en promedio el 25% de las instrucciones leen un dato de

memoria. En promedio, cuntas instrucciones por segundo puede ejecutar esta mquina?

Nota: desprecie el tiempo de procesamiento; tenga en cuenta solo el tiempo de lectura deinstrucciones y datos

2. Un bus ULTRA SCSI 2 es un bus paralelo con 16 lneas de datos y con un ancho de banda de 80

millones de Bytes/seg.

a) Cul es la frecuencia del reloj del Bus?

b) En una teleconferencia se transmite voz y video al tiempo. La voz con calidadtelefnica, y el video a 10 imgenes por segundo, cada una de 800x600 pixels (cada

pixel ocupa 1 Byte). Cuntas teleconferencias simultneas se pueden transmitir a

travs de un bus ULTRA SCSI 2?

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