arquitectura de computadoras


ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS
Unidad I Arquitecturas de Computador
1.1 Modelos de arquitectura
Los modelos de arquitecturas son:
Las arquitecturas clásicas las cuales se desarrollaron en las primeras computadoras electromecánicas de Bulbos, son la base de la arquitectura moderna.
También la arquitectura Von Newmann Esta arquitectura es la más empleada en la actualidad ya, que es muyversátil, consiste en una unidad central de proceso que se comunica a través del bus con un banco de memoria en donde se almacenan tanto los códigos de instrucción y datos que serán procesados y ejecutarse como un programa.
También está la Arquitectura Harvard que almacena el código numérico en un espacio diferente de la memoria y con diferente formato que la Arquitectura von Newmann.
Tiene elbus separado, uno para el programa y otro para los datos permite que se lea el código de operación y al mismo tiempo se lee la memoria de datos.


Las Arquitecturas segmentadas aparecieron a mediados de los años 1960, fueron una de las ideas centrales de los procesadores RISC en los años 1980, buscando alcanzar el objetivo de que se ejecutara una instrucción cada ciclo de máquina, Consiste endedicar unidades específicas del procesador a cada una de las partes del ciclo de instrucción y ejecutarlas paralelamente, esto para mejorar dramáticamente el rendimiento.
Pipeline

Se subdivide en dos o más unidades funcionales para llevar a cabo una parte del ciclo de instrucción y se comunican a través de la cola de instrucciones pipeline.
La arquitecturas de Multiprocesamiento puede sermuy útil si se necesita gran poder de computo, son maquinas especializadas que tienen mas de un procesador integrado diseñadas para sistemas complejos, se clasifican en:
• SISO – (Single Instruction, Single Operand ), computadorasindependientes.
• SIMO – (Single Instruction, Multiple Operand ), procesadores vectoriales.
• MISO – (Multiple Instruction, Single Operand ), no implementado
• MIMO– (Multiple Instruction, Multiple Operand ) sistemas SMP, Clusters
En los sistemas SMP (Simetric Multiprocesesors) son básicamente varias computadores o procesadores conectados entre si con la misma memoria principal, ninguna toma el papel de maestro o esclavo todas tienen acceso igual a la memoria.
Los Clusters son conjuntos de computadoras conectadas en una red que trabajan cooperativamentepara resolver un problema.
1.2 Análisis de los Componentes.
1.2.1 CPU
Durante los años 1980, con la aparición de la corriente de diseño conocida como computadoras de conjunto reducido de instrucciones (RISC) y computadoras de conjunto complejo de instrucciones (CISC),que se caracterizan por tener un número amplio de instrucciones y modos de direccionamiento.
Los registros del cpu sonlimitados ya que las compuertas lógicas se emplean para las secuencias de control de estas instrucciones, en general ya no se programaba mucho en ensamblador, sino en lenguajes de alto nivel, tales como C pues Los compiladores de lenguajes de alto nivel no hacían uso de las instrucciones especiales implementadas en los procesadores CISC. En RISC se cuenta con unas pocas instrucciones y modos dedireccionamiento, pero se busca implementarlos de forma muy eficiente.
RISC, Unas cuantas instrucciones simples, instrucciones de longitud fija, complejidad en el compilador, acceso a la memoria solo con instrucciones load/store, muy pocos modos de Direccionamiento
CISC, muchas instrucciones complejas, instrucciones de longitud variable, complejidad en el Microcodigo, muchas instrucciones puedenaccesar la memoria, muchos modos de Direccionamiento
Los CPU se pueden clasificar por sus características como el tamaño del bus, por su arquitectura o si tienen instrucciones enteras o flotantes.

La búsqueda del código de Instrucción consiste en leer de la memoria cual será la siguiente instrucción a ejecutar, la decodificación consiste en tomar el código numérico e identificar a cual de las...