Arquitecturas

ARQUITECTURA CISC

Es un modelo de arquitectura de computadores (Complex Instruction Set Computer), los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operandos situados en la memoria o en los registros internos. Esto es, basado en un amplio repertorio de instrucciones, se aumenta la potencia delmicroprocesador aumentando así el tamaño de las instrucciones, y por tanto el número de ciclos de reloj que precisan para ejecutarse. Eso sí, los programas verán reducido el número de instrucciones máquina que precisan para ser ejecutados por el microprocesador.

Los CISC pertenecen a la primera corriente de construcción de procesadores, antes del desarrollo de los RISC. En la actualidad, la mayoría delos sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples del tipo RISC, llamadas generalmente microinstrucciones. Algunos ejemplos de ellos son: Motorola 68000, Zilog Z80 y toda la familia Intel x86 usada en la mayoría de las computadoras personales.

Los criterios que siguen a continuación pueden utilizarse tantopara definir computadoras CISC.

1. Cantidad de instrucciones en lenguaje máquina (tan grande como sea posible)
2. Cantidad de modos de direccionamiento (tan grande como sea posible)
3. Cantidad de formatos de instrucción (tan grande como sea posible)
4. Muchas instrucciones requieren más de un ciclo para su ejecución
5. Varios tipos de instrucciones tienen acceso a memoria
6. Existencia deregistros de propósito específico
7. Control micro programado.
8. Instrucciones de máquina de un relativo alto-nivel (cercano al alto nivel de las sentencias de los lenguajes de alto nivel)
9. Las instrucciones compuestas son decodificadas internamente y ejecutadas con una serie de microinstrucciones almacenadas en una ROM interna.

ARQUITECTURA RISC

Esta arquitectura surgió trasinvestigaciones que pretendían dar respuesta al problema de aumentar la velocidad del procesamiento, fue así como se llegó a la computadora con conjunto de instrucciones reducido RISC. Un tipo de microprocesador que dispone de muchos registros de propósito general e instrucciones de tamaño fijo y presentadas en un reducido número de formatos, además sólo las instrucciones de carga y almacenamiento acceden ala memoria por datos. El objetivo de diseñar máquinas con esta arquitectura es posibilitar la segmentación y el paralelismo en la ejecución de instrucciones y reducir los accesos a memoria.

La filosofía de diseño de la arquitectura RISC esta basada en:

1. Analizar el objeto sobre el cual se desarrollan las aplicaciones a fin de determinar cuáles son las operaciones más frecuentes.
2.Optimizar los caminos que deben recorrer los datos para ejecutar las operaciones o instrucciones (anteriores) tan rápido como sea posible.
3. Incluir otras instrucciones solo si forman parte de los caminos optimizados previamente y si son de relativa frecuencia, y si su inclusión no hace más lenta la ejecución de las instrucciones más frecuentes.
4. Aplicar una estrategia similar a los otros recursosdel procesador. Incluir un recurso solo si éste está justificado por su frecuencia de uso, y su inclusión no enlentece a otros recursos más utilizados.
5. Tratar de trasladar lo más que se pueda la complejidad en tiempos de ejecución al momento de compilación, recargando el software de compilación y liberando al hardware de ejecución.

Algunas de las características más comunes que pueden verseen computadoras de tecnología RISC son:

1. Muchas de las instrucciones se ejecutan en un solo ciclo de máquina
2. Conjunto de instrucciones de cargar/almacenar (load/store). Es decir se accede a memoria exclusivamente mediante las instrucciones load y store, el resto de las instrucciones realizan sus operaciones entre registros.
3. Decodificación de instrucciones hardwired (en oposición a...