Arquitectura De Computadoras

ARQUITECTURA
DE COMPUTADORAS
DE LOS MICROPROCESADORES
A LAS SUPERCOMPUTADORAS

Behrooz Parhami
University of California, Santa Barbara
Revisión técnica

Alejandro Velázquez Mena
Universidad Nacional Autónoma de México

MÉXICO • BOGOTÁ • BUENOS AIRES • CARACAS • GUATEMALA • LISBOA • MADRID • NUEVA YORK
SAN JUAN • SANTIAGO • AUCKLAND • LONDRES • MILÁN • MONTREAL • NUEVA DELHI
SAN FRANCISCO • SÃOPAULO • SINGAPUR • SAN LUIS • SIDNEY • TORONTO

Director Higher Education: Miguel Ángel Toledo Castellanos
Director editorial: Ricardo A. del Bosque Alayón
Editor sponsor: Pablo Eduardo Roig Vázquez
Editora de desarrollo: Ana Laura Delgado Rodríguez
Supervisor de producción: Zeferino García García
Traductor: Víctor Campos Olguín
ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS.
De los microprocesadores a lassupercomputadoras
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Miembro de la Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana, Reg. Núm. 736
ISBN-13: 978-970-10-6146-6
ISBN-10: 970-10-6146-2
Traducido de la primera edición de la obra: Computer Architecture: From Microprocessors To Supercomputers
by Behrooz Parhami.
Copyright © 2005 by Oxford University Press, Inc. All rights reserved.
ISBN-13:978-0-19-515455-9
ISBN: 0-19-515455-X

1234567890

09865432107

Impreso en México

Printed in Mexico

UN VISTAZO A LA ESTRUCTURA
Partes

C

1. Antecedentes y motivación

1.
2.
3.
4.

Circuitos digitales combinacionales
Circuitos digitales con memoria
Tecnología de sistemas de computación
Rendimiento de computadoras

2. Arquitectura de conjunto de instrucciones

5.
6.
7.
8.

Instrucciones ydireccionamiento
Procedimientos y datos
Programas en lenguaje ensamblador
Variaciones en el conjunto de instrucciones

3. La unidad aritmética/lógica

9.
10.
11.
12.

Representación de números
Sumadores y ALU simples
Multiplicadores y divisores
Aritmética de punto flotante

4. Ruta de datos y control

13.
14.
15.
16.

Pasos de ejecución de instrucciones
Síntesis de unidad de control
Ruta de datos encauzadasLímites del rendimiento de pipeline

5. Diseño de sistemas de memoria

17.
18.
19.
20.

Conceptos de memoria principal
Organización de memoria caché
Conceptos de memoria masiva
Memoria virtual y paginación

6. Entrada/salida e interfases

21.
22.
23.
24.

Dispositivos de entrada/salida
Programación de entrada/salida
Buses, ligas e interfases
Conmutación conceptual e interrupciones

7.Arquitecturas avanzadas

25. Hacia un mayor rendimiento
26. Procesamientos vectorial y matricial
27. Multiprocesamiento lento de memoria
compartida
28. Multicomputación distribuida

P
U

Capítulos

CONTENIDO
Prefacio xv

PARTE UNO • ANTECEDENTES Y MOTIVACIÓN 1
1. Circuitos digitales combinacionales 3
1.1 Señales, operadores lógicos y compuertas 3
1.2 Funciones y expresiones booleanas 7
1.3 Diseño de redes decompuertas 8
1.4 Partes combinacionales útiles 11
1.5 Partes combinacionales programables 13
1.6 Estimaciones de temporización y de circuito 15
Problemas 17
Referencias y lecturas sugeridas 19
2. Circuitos digitales con memoria 21
2.1 Latches, flip-flops y registros 21
2.2 Máquinas de estado finito 24
2.3 Diseño de circuitos secuenciales 25
2.4 Partes secuenciales útiles 28
2.5 Partes secuencialesprogramables 31
2.6 Relojes y temporización de eventos 32
Problemas 34
Referencias y lecturas sugeridas 37
3. Tecnología de sistemas de computación 38
3.1 De los componentes a las aplicaciones 39
3.2 Sistemas de cómputo y sus partes 41
3.3 Generaciones de progreso 45
3.4 Tecnologías de procesador y memoria 48
3.5 Periféricos, I/O y comunicaciones 51
3.6 Sistemas de software y aplicaciones 54...