Arquitecturas de computadoras.
Aspectos de un computador
Arquitectura: Atributos visibles para un programador
Estructura: Componentes y su Organización
Tecnológica: Como se construyen los componentes
ARQUITECTURA
La arquitectura de computadoras se refiere a los atributos de un sistema que son visibles a un programador, es decir aquellos atributos que tienen un impacto directo en la ejecución lógica de un programa.
ESTRUCTURA
Métodos en que los componentes están interrelacionados
Conjunto de módulos básicos que componen el
computador
• CPU (ALU, unidad de control, registros, ...)
• Memoria (memoria principal, memoria cache, memoria
virtual)
• E/S (periféricos, controladores, sistema de interrupciones,
DMA, ...)
• Buses (buses del sistema, buses de expansión, etc.)
El computador es una entidad que interactúa de con su entorno externo.
UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO
• Controla el funcionamiento del computador.
• Lleva a cabo sus funciones de
procesamiento de datos .
• Se llama simplemente procesador.
MEMORIA PRINCIPAL
- Almacena datos.
E/S
- Transfiere datos del computador y el entorno
externo .
SISTEMA DE INTERCONEXIÓN
Proporciona comunicación entre las CPU la
memoria principal y la E/S.
Unidad de control: Controla el funcionamiento
de la CPU y por tanto del computador, es la
encargada de controlar que la transferencia de
información se haga de manera correcta e
indicarle a la UAL las operaciones a realizar.
Unidad aritmético lógica: lleva a cabo las
funciones de procesamiento de datos del
computador, Se encarga de realizar todos los
procesos lógicos y matemáticos en la
computadora.
Registros: Proporcionan almacenamiento
interno a la CPU.
Interconexiones CPU: Son mecanismos que
proporcionan comunicación entre la unidad de
control la ALU y los registros.
La arquitectura y organización de un CPU, en la cual se puede visualizar cada uno de
los componentes internos y externos
FUNCIONAMIENTO
Es la operación de cada componente individual
como parte de la estructura.
Tanto la estructura como el funcionamiento de
un computador son en esencial sencillos
- Procesamiento de datos
- Almacenamiento de datos
- Transferencia de datos
- Control
NIVELES DE DESCRIPCIÓN DE UN COMPUTADOR
Una familia de ordenadores es un grupo de ordenadores que utilizan un
mismo microprocesador o familia de microprocesadores y que suelen ser
compatibles entre sí, además de compartir su filosofía de diseño.
• Conjunto de computadores con:
• Similar arquitectura.
• Distinta organización.
• Las familias de computadores hacen posible que existan máquinas de la misma familia con distinta:
• Tecnología.
• Velocidad.
• Prestaciones.
• Precio.
• Las máquinas de una misma familia sean compatibles entre sí.
• Todos los miembros de una misma familia pueden ejecutar los
mismos programas.
• La compatibilidad suele ser sólo hacia arriba(upward compatibility).
• Las máquinas de gama alta de una familia pueden ejecutar los
mismos programas que las máquinas de gama baja.
• Lo contrario (compatibilidad hacia abajo) no suele ser cierto.
ARQUITECTURA VON NEUMANN.
Esta arquitectura fue utilizada en la computadora ENIAC. Consiste en una unidad central de
proceso que se comunica a través de un solo bus con un banco de memoria en donde se
almacenan tanto los códigos de instrucción del programa, como los datos que serán
procesados por este.
Ejemplo el funcionamiento de los compiladores, los cuales son programas que toman como
entrada un archivo de texto conteniendo código fuente y generan como datos de salida, el
código maquina que corresponde a dicho código fuente (Son programas que crean o
modifican otros programas). Estos datos de salida pueden ejecutarse como un programa
posteriormente ya que se usa la misma memoria para datos y para el código del programa.
ARQUITECTURA DE HARVARD
Esta arquitectura surgió en la universidad del mismo nombre, poco después de que la
arquitectura Von Newman apareciera en la universidad de Princeton.
Al igual que en la arquitectura Von Newman, el programa se almacena como un código
numérico en la memoria, pero no en el mismo espacio de memoria ni en el mismo
formato que los datos.
Por ejemplo, se pueden almacenar las instrucciones en doce bits en la memoria de
programa, mientras los datos se almacenan en ocho bits en una memoria aparte.
ARQUITECTURA ARM
Se usa para poder
fabricar microprocesadores, desde los
más simples, pequeños y de bajo
consumo hasta procesadores para
ordenadores personales que
requieren de más potencia.
ARQUITECTURA PIPELINE
Consiste en ir
transformando un flujo de datos en un
proceso comprendido por varias fases
secuenciales, siendo la entrada de cada
una la salida de la anterior, con un
almacenamiento temporal de datos
entre procesos.
ARQUITECTURA ORIENTADA A SERVICIOS
Es
un estilo de arquitectura de TI que se
apoya en la orientación a servicios. La
orientación a servicios es una forma
de pensar en servicios, su
construcción y sus resultados.
ARQUITECTURA INTEL
Proporciona
informática de 64 bits en diseños
integrados cuando se combina con
software compatible. La arquitectura
Intel® 64 mejora el rendimiento
permitiendo a los sistemas direccionar
más de 4 GB de memoria física y virtual.
ARQUITECTURA AMD
Es la única
empresa en el mundo que fabrica
tanto procesadores como tarjetas
gráficas de alto rendimiento y
tiene la experiencia necesaria para
combinarlos en soluciones
personalizadas. Marcamos el
camino con arquitecturas potentes
que están diseñadas con la última
tecnología de procesos.
ARQUITECTURA SPARC
Es la única
empresa en el mundo que fabrica
tanto procesadores como tarjetas
gráficas de alto rendimiento y
tiene la experiencia necesaria para
combinarlos en soluciones
personalizadas. Marcamos el
camino con arquitecturas potentes
que están diseñadas con la última
tecnología de procesos.
ARQUITECTURA POWERPC
Son los CPUs tipo RISC, desarrollados por IBM, Motorola
y Apple. Los procesadores de esta familia producidos por IBM y Freescale
Semiconductor, siendo utilizados principalmente en ordenadores o
computadores Macintosh de Apple Computer hasta el año 2006 y en varios
modelos IBM.
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