1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.

1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.
1.1.1 Arquitecturas Clásicas.
Estas arquitecturas se desarrollaron en las primeras computadoras electromecánicas y de tubos de vacío. Aun son usadas en procesadores empotrados de gama baja y son la base de la mayoría de las arquitecturas modernas
Arquitectura Mauchly-Eckert (Von Newman)
La principal desventaja de esta arquitectura, es que el bus dedatos y direcciones único se convierte en un cuello de botella por el cual debe pasar toda la información que se lee de o se escribe a la memoria, obligando a que todos los accesos a esta sean secuenciales. Esto limita el grado de paralelismo (acciones que se pueden realizar al mismo tiempo) y por lo tanto, el desempeño de la computadora. Este efecto se conoce como el cuello de botella de Von Newman1.1.2 Arquitecturas Segmentadas.
Las arquitecturas segmentadas o con segmentación del cauce buscan mejorar el desempeño realizando paralelamente varias etapas del ciclo de instrucción al mismo tiempo. El procesador se divide en varias unidades funcionales independientes y se dividen entre ellas el procesamiento de las instrucciones
1.1.3 Arquitecturas de multiprocesamiento.
Cuando se deseaincrementar el desempeño más aya de lo que permite la técnica de segmentación del cauce (limite teórico de una instrucción por ciclo de reloj), se requiere utilizar más de un procesador para la ejecución del programa de aplicación.
Procesadores vectoriales – Son computadoras pensadas para aplicar un mismo algoritmo numérico a una serie de datos matriciales, en especial en la simulación de sistemasfísicos complejos, tales como simuladores para predecir el clima, explosiones atómicas, reacciones químicas complejas, etc., donde los datos son representados como grandes números de datos en forma matricial sobr los que se deben se aplicar el mismo algoritmo numérico.
En los sistemas SMP (Simetric Multiprocesesors), varios procesadores comparten la misma memoria principal y periféricos de I/O,Normalmente conectados por un bus común. Se conocen como simétricos, ya que ningún procesador toma el papel de maestro y los demás de esclavos, sino que todos tienen derechos similares en cuanto al acceso a la memoria y periféricos y ambos son administrados por el sistema operativo.
1.2 Análisis de los componentes.
1.2.1 CPU.
1.2.1.1 Arquitecturas.
Ademas de las arquitecturas clásicasmencionadas anteriormente, en la actualidad han aparecido
arquitecturas híbridas entre la Von Newman y la Harvard, buscando conservar la flexibilidad, pero
mejorando el rendimiento.
El cambio más importante de los últimos años en diseño de las computadoras de los últimos años se dio
durante los años 1980, con la aparición de la corriente de diseño conocida como computadoras de
conjunto reducidode instrucciones (RISC, por sus siglas en ingles). Esta escuela pretende aplicar un
enfoque totalmente distinto al tradicional hasta entonces, que paso a conocerse como computadoras de
conjunto complejo de instrucciones (CISC) para diferenciarla de la nueva tendencia.
La tendencia tradional, representada por las arquitecturas CISC (Complex Instruction Set Computers)
se caracterizan portener un número amplio de instrucciones y modos de direccionamiento. Se
implementan instrucciones especiales que realizan funciones complejas, de manera que un
programador puede encontrar con seguridad, una instrucción especial que realiza en hardware la
función que el necesita. El número de registros del CPU es limitado, ya que las compuertas lógicas del
circuito integrado se emplean paraimplementar las secuencias de control de estas instrucciones
especiales.
Al investigar las tendencias en la escritura de software científico y comercial al inicio de los 80, ya se
pudo observar que en general ya no se programaba mucho en ensamblador, sino en lenguajes de alto
nivel, tales como C. Los compiladores de lenguajes de alto nivel no hacían uso de las instrucciones
especiales...