Arquitecturas avanzadas y comerciales

INTRODUCCIÓN

En el transcurrir de esta asignatura hemos estudiado las distintas arquitecturas que posee el computador. En esta oportunidad, estudiaremos las arquitecturas comerciales y avanzadas, dichas arquitecturas representan un auge tecnológico y por ende comercial en la que a informática respecta. Actualmente podemos ver como a lo largo del último medio siglo, las computadoras han idoduplicando su velocidad cada dos años, al tiempo que el tamaño de sus componentes se reducía a la mitad. Los circuitos actuales contienen transistores y líneas de conducción cuya anchura es sólo una centésima parte de la de un cabello humano. Las máquinas de nuestros días son millones de veces más potentes que sus rudimentarias antepasados a causa de tan explosivo progreso.

De esta forma, elincremento del poder de las computadoras se debe esencialmente a la miniaturización incesante del componente más elemental de la computadora, el transistor. Cuando los transistores se reducen de tamaño y se logran integrar en un solo microchip se incrementa el poder computacional. Sin embargo, las técnicas de integración de microcircuitos están empezando a tropezar con sus límites. La ciencia dela computación en busca de una alternativa más allá de la tecnología del transistor, ha iniciado el estudio para la creación de nuevas computadoras; tema que a continuación desarrollaremos.




1. ARQUITECTURAS AVANZADAS

1.1.- MULTIPROCESAMIENTO SIMÉTRICO

Multiproceso simétrico, una de las formas más fáciles y baratas de aumentar el rendimiento del hardware es poner más de una CPU en laplaca. Esto se puede realizar haciendo que CPUs diferentes tengan trabajos diferentes (multiproceso asimétrico) o haciendo que todos se ejecuten en paralelo, realizando el mismo trabajo (multiproceso simétrico o SMP). El hacer multiproceso asimétrico requiere un conocimiento especializado sobre las tareas que la computadora debe ejecutar, que no es fácilmente discernible en un sistema operativo depropósito general como Linux. En cambio el multiproceso simétrico es relativamente fácil de implementar.
En un entorno de multiproceso simétrico, las CPU comparten la misma memoria, y como resultado, el código que corre en una CPU puede afectar a la memoria usada por otra. No se puede estar seguro de que una variable que se ha establecido a un cierto valor en la línea anterior todavía tenga el mismovalor; la otra CPU puede modificar el valor de la variable. No es posible programar algo de esta manera.
En el caso de la programación de procesos esto no suele ser un problema, porque un proceso normalmente sólo se ejecutará en una CPU a la vez. El núcleo, sin embargo, podría ser llamado por diferentes procesos ejecutándose en CPUs diferentes.

1.2.- PROCESAMIENTO PARALELO

El procesamientoparalelo es un término que se usa para denotar un grupo de técnicas significativas que se usan para proporcionar tareas simultáneas de procesamiento de datos con el fin de aumentar la velocidad computacional de un sistema de computadoras. En lugar de procesar cada instrucción en forma secuencial como es una computadora convencional, un sistema de procesamiento paralelo puede ejecutar procesamientoconcurrente de datos para conseguir un menor tiempo de ejecución. Por ejemplo, cuando se ejecuta una instrucción en la ALU, puede leerse la siguiente instrucción de la memoria. El sistema puede tener 2 o mas ALUS y ser capaz de ejecutar dos o mas instrucciones al mismo tiempo. Además, el sistema puede tener dos o más procesadores operando en forma concurrente. EL propósito del procesamientoparalelo es acelerar las posibilidades de procesamiento de la computadora y aumentar su eficiencia, esto es, la capacidad de procesamiento que puede lograrse durante un cierto intervalo de tiempo. La cantidades de circuitería aumenta con el procesamiento paralelo y, con el, también el costo del sistema. Sin embargo, los descubrimientos tecnológicos han reducido el costo de la circuetería a un punto...