arquitectura de computadores capítulo i

ESCUELA: CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN

NOMBRES

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

FECHA:

Ing. Greyson Alberca Prieto

OCTUBRE 2009– FEBRERO 2010

1

ORGANIZACIÓN Y FUNCIONAMIENTO

1.1.Organización y arquitectura de Organización y arquitectura de computadorcomputador

2.2.Estructura y funcionamientoEstructura y funcionamiento

3.3.Historia de computadoresHistoria de computadores

4.Diseño para conseguir mejores 4.Diseño para conseguir mejores prestacionesprestaciones

IntroducciónArquitectura de un Computador

Organización de un Computador

Implementación

Con qué tecnología

“La apariencia funcional que presenta a sus usuarios inmediatos” descripción del comportamiento del computador Describe “lo que

sucede”

Describe el hardware utilizando distintos niveles de abstracción

Describe “cómo sucede”

Estructura y Funcionamiento

ESTRUCTURAForma como se relacionan los componentes unos con otros

Estructura a Nivel superior

Estructura de la CPU

Estructura de la Unidad de Control

FUNCIÓN

Operación individual de los componentes como parte de su estructura

Funciones del computador: Procesamiento de datos Almacenamiento de datos Movimiento de datos Control

Visión Funcional

Movimiento de datos

Almacenamiento

Procesamiento de datos Internos

Procesamiento de datos en transito

Evolución del Computador

Taxonomía de Flynn

Clasificación del Pc según su arquitectura

Evolución del Procesador

4bits

8bits

16bits

32bits

64bits

32bits

32bits

64bits

La máquina de Von Neumann

No fue hasta en 1952 que fueron implementados por primera vez en una máquina denominada AIS.

La máquina de Von Neumann

Una memoria principal (M) Una Unidad Aritmético Lógica

(ALU) Una unidad de control (CC) Un equipo de entrada salida (I/O)

dirigido por la unidad de control.

MEMORIA IAS

La memoria del IAS consistía en 1000 posiciones de almacenamiento llamados palabras, de 40 bits cada uno.

Tanto los datos como las instrucciones se almacenan allí.

MEMORIA IAS

Estructura IAS

Estructura del IAS

Registro temporal de memoria (buffer) MBR. Actualmente se suele denominar MDR.

Registro de dirección de Memoria MAR.

Registro de instrucción IR.

Estructura del IAS

Registro temporal de Instrucciones IBR

Contador de Programa PC Acumulador AC y Multiplicador

Diagrama de Flujo

Diseño para construir mejores prestaciones

El precio de los computadores continúa cayendo año tras año, mientras sigue creciendo su capacidad y potencia

Las aplicaciones domésticas y de oficina cada vez requieren más potencia: procesamiento de imágenes, reconocimiento del habla, vídeo-conferencias, aplicaciones multimedia, almacenamiento de ficheros con voz y vídeo, etc.

Sin embargo, los bloques básicos de los computadores son prácticamente los mismos que los de los computadores de hace casi 50 años

Las técnicas para sacar el máximo rendimiento se han vuelto cada vez más sofisticadas

Factores en diseño de mejores prestaciones

Velocidad de Microprocesador Equilibrio de Prestaciones

Velocidad del Microprocesador

Predicción de Ramificación

Análisis del flujo de datos

Ejecución Especulativa

precaptar la instrucciónprecaptar la instrucción

dependencia de instrucciones dependencia de instrucciones para organización optimizadapara organización optimizada

ejecutar instrucciones antesejecutar instrucciones antes de que aparezcan en de que aparezcan en la ejecución de un programala ejecución de un programa

Equilibrio de prestaciones

Existe una desigualdad de prestaciones entre microprocesador y memoria principal. Si la memoria no logra mantener las demandas del procesador, este se detiene

Soluciones E.Prestaciones

Incrementar ancho de palabra Interfaz DRAM más eficiente, incluyendo

una cache u otro esquema de almacenamiento temporal en el chip DRAM

Reducir la frecuencia de acceso a MP mediante caches internas y externas

Incrementar ancho de banda, usando buses más rápidos

Conclusiones

Arquitectura de Computadores retos y oportunidades para la próxima

década

Web Sites

http://www.shore.net/~ws/COA5e.html

http://www.intel.com/ http://www.ibm.com http://www.dec.com

EJERCICIO

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