Definición
Arquitectura de
Computadoras
Son los atributos de un sistema que son visibles
para un programador, es decir aquellos atributos
que impactan directamente en la ejecución lógica
de un programa.
•Almacenamiento
Funcionamiento
a nivel de
programación
Componentes
•Procesamiento
•
•
•
•
•
•
•
•
Unidad Central de Procesamiento (CPU
Memoria Principal
E/S
Sistema de Interconexión
Unidad de Control
Unidad Aritmético Lógica
Registros
Interconexiones CPU
Definición
Un procesador CISC tiene un conjunto de instrucciones
enriquecido con gran variedad e instrucciones complejas, en
un esfuerzo de simplificar los compiladores y mejorara las
prestaciones. Una arquitectura del tipo CISC está orientada
más que todo al software.
•
•
Características
Arquitectura
CISC
•
•
•
Enorme cantidad de instrucciones, de 100 a 250.
Especialización de las instrucciones que no se usan con mucha
frecuencia.
Muchos modos de direccionamiento de 5 a 20 modos diferentes.
Formato de instrucciones de extensión variables.
Instrucciones para la manipulación de la memoria.
Funcionalidades
•Realizar un control micro programado de las instrucciones.
•Facilitar el uso de software de programación, en especial
compiladores.
•Disminuir el costo total del software y del sistema en general.
•“Responsabilizar” software del paralelismo que se quiera lograr.
•Diseñar ALU’s eficientes para ejecutar las instrucciones matemáticas.
Procesadores
• Motorola Serie 68000
• Intel Inside x86, Pentium
• Zilog Z80
Una arquitectura RISC (Reduced Instruction Set Computer:
Computadora de Conjunto Reducido de Instrucciones), tiene
características comunes a todos los procesadores mencionados en
este trabajo.
Definición
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•
Arquitectura
RISC
•
•
Características
•
•
Propósito
Funcional
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•
•
•
Relativamente pocas instrucciones.
Relativamente pocos modos de direccionamiento.
El acceso a memoria limitado a instrucciones de carga y
almacenamiento.
Todas las operaciones realizadas dentro de los registros de la CPU.
Formatos de instrucciones decodificados con facilidad y de longitud
fija.
Ejecución del ciclo de instrucciones única.
Control por circuitería en lugar de micro programado.
Realizar operaciones directamente en los registros.
Facilidad en la decodificación de las instrucciones.
Rapidez en el control y la capacidad de procesamiento.
Se ejecuta una instrucción por ciclo, gracias que se realiza
paralelamente operaciones de recuperación, decodificación y
ejecución.
Procesadores fabricados
bajo arquitectura RISC
•
•
•
•
Power PC
SPARC
DEC Alpha
MIPS
Definición
Sistemas
Operativo
en red
Evolución
Propósito
Funcional
En un sistema operativo de red los usuarios saben que están
conectados a la red y que pueden compartir recursos, sin embargo
cada equipo ejecuta con sus propios recursos su propio sistema
operativo, constituyéndose cada equipo como un nodo local con sus
propias reglas y sus propios usuarios.
En general la evolución de los sistemas operativos ha sido rápida y
decida debido a la participación de muchas empresas de software,
universidades, etc. A pesar de lo que se describió en la sección
anterior la evolución de las comunicaciones ha jugado un papel
preponderante desde la década de los 80 con el crecimiento de las
redes de computadoras personales que necesitan un sistema
operativo de red ó bien un sistema operativo distribuido.
Esencialmente el sistema operativo de red provee una solución
general mediante la red a un problema complejo decididamente
acotado y estudiado, su estructura y en general el funcionamiento se
asemeja a un sistema operativo monoprocesador.
Para solucionar este problema se tuvo que pensar en organizar las
computadoras de forma que se escalaran las posibilidades, esto es,
tratar de organizar el conjunto de instrucciones de forma que
hubieran cooperación entre las tareas de varios procesadores, y
también en un tiempo determinado sin necesidad de gastar recursos
económicos buscando mainframes o máquinas con muchos
procesadores a la vez.
Introducción
Arquitecturas
Paralelas
Clasificación
•
•
•
•
Una secuencia de Instrucciones una secuencia de datos.
Una secuencia de instrucción, múltiple secuencias de datos.
Múltiples secuencias de instrucciones, una secuencia de datos.
Múltiples secuencias de instrucciones, múltiples secuencias de
datos.
Memoria
compartida
se habla de un sistema fuertemente acoplado que puede hacer
multiprocesamiento simétrico o bien acceso no uniforme a memoria
( el acceso a ciertas zonas de memoria es diferente entre sí, es decir,
cada zona tiene un tiempo diferente de acceso).
Memoria
distribuida
se considera un sistema débilmente acoplado dando cabida a
los clústers.
Introducción
El procesamiento vectorial se enfoca en tratar a los vectores y a las
matrices como si fueran escalares aprovechando el paralelismo
existente entre operaciones similares a un solo número o escalar pero
que se pueden extender hacia vectores.
ALU
segmentada
Es capaz de repartir o descomponer una sola
operación en etapas para que se ejecuten de
forma concurrente sobre conjuntos de datos
distintos.
Clasificación
ALU paralelas
Computación
Vectorial
Propósito
Funcional
Procesador
Se ajustan bien al procesamiento vectorial
introduciendo los elementos vectoriales en
forma cíclica hasta que se han procesado todos
los
elementos,
con
las
consabidas
complejidades que se presentan.
La computación vectorial ha sido diseñada, a diferencia de los
mainframes, con un propósito específico: realizar operaciones de
punto flotante de manera masiva y con gran precisión.
•
•
•
ALU segmentada
ALU paralelas
Procesadores Paralelos
Definición
Propósito
Clúster
Es un grupo de computadoras completas interconectadas
que trabajan como un único recurso de cómputo, viéndose
como un sistema único.
El uso de clúster supone la creación de sistemas
operativos que den funcionalidad y exploten las
características de esta arquitectura.
•
Gestión de Fallos
•
Equilibrio de Carga
Parámetros:
Diseño o
Requisitos
•
•
•
•
Escalabilidad Absoluta.
Escalabilidad Incremental.
Alta disponibilidad.
Mejorar la relación.
Precio/prestaciones.
Descargar

ARQUICTECTURA DE COMPUTADORAS