Arquitectura

ARQUITECTURADE COMPUTADORAS




Modelos de arquitectura de cómputo:
 Arquitecturas Clásicas.
Estas arquitecturas se desarrollaron en las primeras computadoras
electromecánicas y de tubos de vacío. Aun son usadas en procesadores empotrados
de gama baja y son la base de la mayoría de las arquitecturas modernas
El modelo clásico de arquitectura de computadoras fué diseñado por Jhon
VonNewman en el que consiste en una unidad central de proceso que se comunica
a través de un solo bus con un banco de memoria en donde se almacenan tanto los
códigos de instrucción del programa, como los datos que serán procesados por este.
Ejemplo de esta versatilidad es el funcionamiento de los compiladores, los cuales
son programas que toman como entrada un archivo de texto conteniendo códigofuente y generan como datos de salida, el código máquina que corresponde a
dicho código fuente

 Arquitecturas Segmentadas
Las arquitecturas segmentadas o con segmentación del cauce buscan mejorar el
desempeño realizando paralelamente varias etapas del ciclo de instrucción al
mismo tiempo. El procesador se divide en varias unidades funcionales
independientes y se dividen entre ellas elprocesamiento de las instrucciones
Para comprender mejor esto, supongamos que un procesador simple tiene un ciclo
de instrucción sencillo consistente solamente en una etapa de búsqueda del código
de instrucción y en otra etapa de ejecución de la instrucción. En un procesador sin
segmentación del cauce, las dos etapas se realizarían de manera secuencial para
cada una de las instrucciones.
Engeneral se divide al procesador segmentado en una unidad independiente por
cada etapa del ciclo de instrucción.
Completando el ejemplo anterior, en un procesador con segmentación, la unidad
de búsqueda comenzaría buscando el código de la primera instrucción en el primer
ciclo de reloj. Durante el segundo ciclo de reloj, la unidad de búsqueda obtendría el
código de la instrucción 2, mientras quela unidad de ejecución ejecuta la
instrucción 1 y así sucesivamente.

 Arquitecturas de multiprocesamiento
Cuando se desea incrementar el desempeño más allá de lo que permite la
técnica de segmentación del cauce (limite teórico de una instrucción por
ciclo de reloj), se requiere utilizar más de un procesador para la ejecución del

Las CPU de multiprocesamiento se clasifican de lasiguiente manera:
SISO – (Single Instruction, Single Operand ) computadoras independientes
SIMO – (Single Instruction, Multiple Operand ) procesadores vectoriales
MISO – (Multiple Instruction, Single Operand ) No implementado
MIMO – (Multiple Instruction, Multiple Operand ) sistemas SMP,
ClustersProcesadores vectoriales Son computadoras pensadas para aplicar un
mismo algoritmo numérico a una seriede datos matriciales, en especial en la
simulación de sistemas físicos complejos, tales como simuladores para predecir el
clima, explosiones atómicas, reacciones químicas complejas, etc., donde los datos
son representados como grandes números de datos en forma matricial sobre los
que se deben se aplicar el mismo algoritmo numérico.
En los sistemas SMP (Simetric Multiprocesesors), variosprocesadores comparten la
misma memoria principal y periféricos de I/O, Normalmente conectados por un
bus común. Se conocen como simétricos, ya que ningún procesador toma el papel
de maestro y los demás de esclavos, sino que todos tienen derechos similares en
cuanto al acceso a la memoria y periféricos y ambos son administrados por el
sistema operativo.
Los Clusters son conjuntos de computadorasindependientes conectadas en una red
de área local o por un bus de interconexión y que trabajan cooperativamente para
resolver un problema. Es clave en su funcionamiento contar con un sistema
operativo y programas de aplicación capaces de distribuir el trabajo entre las
computadoras de la red.

Funcionamiento de la ALU, unidad de control, registros y
buses internos:

 ALU
Todas las...