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ARQUITECTURA DE COMPUTADORES UNIVERSIDAD CATÓLICA DE ORIENTE
| Date post: | 03-Jul-2015 |
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ARQUITECTURA DE
COMPUTADORES
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE
ORIENTE
Juan Bautista Echeverri Ceballos 2
DEFINICIONES
Arquitectura de computadores: Es la
disciplina dedicada al diseño, construcción,
estudio y aplicación de los computadores
Organización de computadores: Es como
se implementa la arquitectura
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DEFINICIONES
La organización cambia con la evolución de
la tecnología
Toda la familia x86 de Intel comparte la
misma arquitectura básica
La familia 370 de IBM también comparte la
misma arquitectura básica
La organización es diferente entre las
diferentes versiones de cada familia
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DEFINICIONES
COMPUTADOR: Dispositivo electrónico
capaz de recibir un conjunto de
instrucciones y ejecutarlas, realizando
cálculos sobre datos numéricos
Un computador necesita:
Procesamiento de datos
Almacenamiento de datos
Transferencia de datos
control
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DEFINICIONES
La descripción de un computador se puede
hacer en varios niveles. En este curso
trataremos iniciamos el estudio como cajas
negras interconectadas
Luego se bajará en el nivel de detalle de los
diferentes elementos
No llegaremos a nivel de compuertas, Flip-
Flops etc.
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ARQUITECTURAS
Von Newman
Fue desarrollada por el matemático húngaro
John Von Newman
En los primeros computadores, la
programación se hacía recableando
Esto cambió cuando Von Newman propuso
almacenar tanto los datos como los
programas en la memoria del computador
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ARQUITECTURAS
Von Newman
ENIAC
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ARQUITECTURAS
Von Newman
Se compone de tres elementos:
La unidad central de proceso (CPU): es considerada el cerebro del computador
Internamente se compone de la ALU, los registros y la unidad de control
La CPU implementada en un solo chip se denomina microprocesador
La memoria: que es donde se almacena el programa y los datos
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ARQUITECTURAS
Von Newman
Puede ser vista como un arreglo unidimensional
donde cada localidad es identificada por un
valor asociado a su posición (dirección)
Las interfases de entrada/salida: destinadas a
manejar la comunicación con dispositivos de
entrada y salida de datos
La ejecución se realiza en secuencia de
instrucción tras instrucción
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ARQUITECTURAS
Von Newman
CPU Memoria E/S
buses
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ARQUITECTURAS
Harvard
Los datos y las instrucciones se encuentran
almacenados en memorias separadas
Permite mayor rendimiento, ya que se
pueden acceder simultáneamente datos e
instrucciones
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ARQUITECTURAS
Harvard
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PRIMERA
GENERACIÓN
Abarca desde 1940 hasta 1952
Estaban constuidos con base en las válvulas
de vacío (o tubos de vacío)
Programados en lenguaje máquina
ENIAC: 1947: 18.000 válvulas, 1500 relés,
30 toneladas, varios Kw de consumo en
potencia eléctrica
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SEGUNDA
GENERACIÓN
En 1948 los Laboratorios Bell inventan el
transistor
En 1954 construyen el primer computador
transistorizado usando memorias de núcleo de
ferrita
En 1960 IBM construye el primer computador
científico transistorizado
Programación el lenguajes de alto nivel
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TERCERA
GENERACIÓN
Se inicia con la aparición de los circuitos
integrados en pequeña escala (SSI)
En 1965 IBM presenta la serie 360
En 1968 los computadores más rápidos
comienzan a reemplazar la memoria de
ferrita por memoria de estado sólido
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TERCERA
GENERACIÓN
Se da un fuerte impulso a los lenguajes de
alto nivel con el desarrollo de compiladores
inteligentes
Los sistemas operativos de tiempo
compartido se introducen a finales de los 60
Aparece el concepto de memoria virtual
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CUARTA
GENERACIÓN
Inicia con el uso de los integrados LSI
(Large Scale Integration) y luego con los
VLSI (Very Large Scale Integration)
Se da un gran desarrollo de los lenguajes de
programación
Se producen computadores más
económicos, confiables, con menor
consumo y más pequeños
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PARA EL FUTURO...
Computadores paralelos masivos
Redes neuronales
Lógica difusa (fussy logic)
Cómputo fotónico
Cómputo nuclear
Cómputo cuántico
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CLASIFICACIÓN
Según su tamaño y capacidad de
procesamiento los computadores pueden
clasificarse como:
Supercomputador: son los más rápidos y
más costosos
Se usan en aplicaciones especializadas que
requieren enormes cantidades de cálculos
matemáticos
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CLASIFICACIÓN
Ejemplos de las aplicaciones son: predicción del clima, investigación en energía nuclear, viajes espaciales
Mainframe: es un computador de gran tamaño y costo elevado
Soporta cientos o miles de usuarios trabajando simultáneamente
Ejecuta varios programas simultáneamente
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CLASIFICACIÓN
Servidores de red: Es un computador de tamaño y costo medio
Soporta varias decenas de usuarios simultáneos
Ejecuta varios programas simultáneamente
Estación de trabajo: es un computador que se usa para aplicaciones de ingeniería, publicaciones, desarrollo de software
Tienen capacidad moderada de cómputo y alta capacidad gráfica
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CLASIFICACIÓN
Computador personal: es un computador
pequeño de bajo costo y diseñado para ser
usado por un único usuario
Aparece en los años 70’s con el uso de
VLSI
Se incluyen aquí los portátiles y tablet PC
Computadores móviles: asistentes digitales
personales, smartphones
