Arquitectura de maquinas

Arquitectura de Maquinas
Abril.2010

Motivacion:Maquina y Procesador

Motivacion:Maquina y Procesador

Historia de INTEL

Motivacion:Maquina y Procesador

Arquitectura de Maquinas

1. Almacenamiento de Datos

2. Manipulaciôn de Datos

Almacenamiento de Datos

Contenido

Arquitectura Virtual de Máquinas

Arquitectura Virtual de Máquinas

Centro deSupercomputadoras de Barcelona -SBC

¿Para qué se usa?

 Diseño de computadores.
 Simular como será un nuevo computador antes de construirlo.

 Ciencias de la vida.
 Análisis genómico.  Predicción de plegado de proteínas.  Diseño de fármacos.

 Ciencias de la tierra.
 Calidad del aire.  Predicción de nubes de polvo del Sahara.  Cambio climático.

¿Para qué se usa (1)?

 Cálculos degran complejidad y simulaciones
de grandes sistemas  Predicción del tiempo  Simulación de terremotos  Simulación del comportamiento de armas nucleares  Simulación de fenómenos astronómicos  Cálculo del plegado de las proteínas  Diseño de alas de avión, estructuras de naves espaciales, etc.

Contenido

Contenido

Contenido

Contenido

Arquitectura Básica

Registros UC
ALUMemoria

Periféricos de E/S

Bus de Control

Bus de Datos

CPU

Bus de Direcciones

CPU: Central Processing Unit

Es el cerebro del computador, donde se ejecutan las instrucciones de los programas y se lleva el control del funcionamiento de los demás componentes de un computador. Está compuesto por: Registros (Registers)

Unidad de Control (CU)
Unidad Aritmético Lógica (ALU)Mainboard de Intel i7 Mainboard: i7

Ciclo de Instrucción ALU

Arithmetic Logic Unit (ALU)

Arithmetic Logic Unit- ALU

 (ALU), es un circuito digital que calcula operaciones. Las operaciones
que realiza son las siguientes: suma, resta, multiplicación, división, comparación (mayor que, menor que, igual a) y aquellas que trabajan con dígitos binarios (AND, NOR, NOT, NAND, OR, X-OR,etc) .

 Los más complejos ALU son construidos dentro de los chips de
microprocesadores modernos como el Core Duo Quad. Estos procesadores tienen dentro de ellos un ALU muy complejo y poderoso que pueden tener múltiples núcleos, cada núcleo con múltiples unidades de ejecución, cada una de ellas con múltiples ALU.

 Muchos otros circuitos pueden contener ALU: GPU (Graphics
Processing Unit)como los que están en las tarjetas gráficas NVidia y ATI, FPU (Floating Point Unit) y procesadores digitales de señales como los que se encuentran en tarjetas de sonido Sound Blaster, lectoras de CD y las TV de alta definición.

Componentes del ALU

 La ALU se compone básicamente de: Circuito
Operacional, Registros de Entradas, Registro Acumulador y un Registro de Estados, conjunto deregistros que hacen posible la realización de cada una de las operaciones.
 Circuito Operacional, contiene los circuitos electrónicos necesarios para la realización de las operaciones con los datos procedentes de los Registros de Entradas (REN).
 El registro acumulador (Acumulador) almacena los resultados de las operaciones ejecutadas por el Circuito Operacional.  El registro de estado (Flags) sonregistros de memoria en los que se deja constancia algunas condiciones que se dieron en la última operación realizada.

Diagrama de ALU

Instrucciones del ALU

 Se conoce como set de instrucciones al conjunto de instrucciones
que es capaz de entender y ejecutar un microprocesador.

 Las instrucciones se clasifican según su función en:
 Instrucciones de transferencia de datos. Estasinstrucciones mueven datos (que se consideran elementos de entrada/salida) desde la memoria hacia los registros internos del microprocesador, y viceversa.  Instrucciones de cálculo. Son instrucciones destinadas a ejecutar ciertas operaciones aritméticas.

 Instrucciones de transferencia del control del programa. Permiten romper la secuencia lineal del programa y saltar a otro punto del mismo....