Ensayo H & S.docx

Marco Andrs Angulo Tello 21100150Freddy Candelo Velsquez 21100203Ingeniera en sistemas ARQUITECTURA DE COMPUTADORES(Ensayo) INTRODUCCIN Con el transcurso del tiempo las computadoras han ido evolucionando en cuanto a arquitectura, tamao y velocidad; esto gracias a los avances tecnolgicos del nuevo siglo y a la miniaturizacin de los componentes electrnicos. Antiguamente las computadoras ocupaban mucho espacio por su tamao, lo cual era casi imposible tener una para uso domstico. Bsicamente eran utilizadas para realizar tareas tales como clculos aritmticos, censos y para uso militar. De esto parte que a travs de la historia hayan existido personajes que hicieron aportes importantes en el mundo de la computacin con optimizaciones y mejoras significativas, las cuales se ven reflejadas en cada uno de los avances que trajo consigo la generacin de las computadoras. Computadoras Una computadora se puede definir como un sistema digital que utiliza micro-tecnologa capaz de procesar datos a partir de un conjunto de instrucciones. Existen dos tipos de computadoras, analgicas y digitales. Mientras la primera requiere un cambio constante en el hardware cada vez que se desea resolver un problema, las digitales siendo de tipo biestables (toman valores de 0 y 1) ejecutan diferentes programas sin necesidad de que su parte fsica sea modificada. Las computadoras se clasifican segn: Su tamao - Supercomputadoras: son de gran tamao, capaz de procesar y almacenar mucha informacin.- Macro-computadoras: de tamao un poco ms reducido que las sper y poseen las mismas funcionalidades pero con capacidades un poco ms reducidas.

- Micro-computadoras: equipo personal capaz de realizar tareas bsicas (tareas de oficina, de tipo acadmico, entre otros). Su Aplicacin - Las computadoras se pueden utilizar para un propsito general (trabajos y operaciones convencionales para uso diario, en empresas u oficinas, entre otros) o propsito especfico (Destinadas para realizar una tarea en particular ya sea en el rea de la industria, medicina, ciencia, entre otros). Su constitucin - Analgicas (Trabajan bajo el principio de sincronizacin de componentes elctricos, electrnicos y mecnicos), a diferencia las digitales (Trabajan bajo el principio de lgica binaria), y las Hbridas (combinan tanto las caractersticas de las anlogas como de las digitales). Procesamiento de informacin En cuanto a la forma de procesar la informacin se encuentra el sistema centralizado, el multiusuario, el mono usuario y el distribuido; en donde cada uno depende del nmero de usuarios permitidos para manipular dicho sistema y la cantidad de equipos de cmputo destinado para el procesamiento de informacin. La estructura interna de un computador y su forma de cmo procesar la informacin resulta un tanto compleja, bsicamente su organizacin fsica est compuesta por: unidad de control, memoria central, unidad aritmtica lgica, memorias externas y dispositivos de entrada y salida. En las computadoras modernas es posible ejecutar simultneamente ms de una tarea, esto depende del procesador y del software encargado de distribuir las tareas. Las mquinas SISD (Flujo nico de instrucciones, flujo nico de datos) son aquellas con una sola unidad de procesamiento las cuales operan sobre parejas de datos mientras que la SIMD (Flujo nico de instrucciones, flujo mltiple de datos) son capaces de ejecutar una serie de pareja de datos, en otras palabras procesamiento en vectores.Existe otro procedimiento llamado MISD (Flujo mltiple de instrucciones flujo nico de datos) similar al procesamiento tipo PIPELINE, esto significa que en un momento dado un nico flujo de datos es sometido a una serie de operaciones diferentes de acuerdo con la posicin de cada dato. A diferencia del anterior el procesamiento MIMD (flujo mltiple de instrucciones, flujo mltiple de datos) tiene la capacidad de ejecutar varios programas o partes de ste de manera simultnea. Por otra parte el procesamiento PIPELINE se basa en dividir una ejecucin de instrucciones complejas en secuencias de sub-instrucciones ms sencillas de manera que un segmento espera que el que le antecede realice su tarea y le transmita la informacin. A diferencia la Computacin Vectorial posee un modelo donde todos los procesadores realizan la misma instruccin en un momento dado, pero cada uno sobre un conjunto de datos sin necesidad que haya comunicacin entre los procesadores.

Memorias En una computadora la memoria central es un dispositivo donde se almacenan transitoriamente los datos y programas del procesador, esta se divide en: ROM (Memoria de solo lectura) es un tipo de almacenamiento medio donde se acumulan las instrucciones de arranque que se ejecutan cuando se enciende el ordenador. RAM (Memoria de acceso aleatorio), es una memoria de almacenamiento temporal, donde el microprocesador coloca las aplicaciones que ejecuta el usuario y otra informacin necesaria para el control interno de tareas, existen dos tipos RAM Dinmicas (DRAM) y RAM Esttica (SRAM). La DRAM es considerada la memoria principal de un ordenador, est almacenada la informacin en circuitos integrados que contiene condensadores, sin embargo la informacin se degrada con el transcurso del tiempo an cuando est conectada a una fuente de suministro (requiere refresco peridico), las DRAM suelen utilizarse ms que las RAM estticas, a pesar de ser ms lentas. Una DRAM puede contener mucho ms datos que un chip de SRAM del mismo coste. La SRAM posee un almacenamiento basado en circuitos lgicos denominados flip-flop, que retienen la informacin almacenada en ellos mientras haya energa suficiente para hacer funcionar el dispositivo, no necesitan ser actualizadas a diferencia que la DRAM y son muchos ms rpidas que estas. La Memoria Cach es un tipo de memoria esttica de semiconductor ubicada entre la memoria principal y el procesador la cual acelera el funcionamiento de la computadora, ya que permite ejecutar instrucciones, leer y escribir datos a una gran velocidad. Esta memoria es muy rpida, de tipo RAM esttica (SRAM), cuyos chips tienen un tiempo de acceso entre cinco y seis veces menor que la RAM dinmica (DRAM), que se utiliza habitualmente como memoria principal. Su precio es mucho mayor que el de la RAM. Existen dos niveles de memoria cach: la L1 (Nivel 1) o interna, un banco de memoria que est dentro del chip de la CPU, y la L2 (Nivel 2) o externa, que puede estar dentro de ese chip o en un chip aparte. La L2 alimenta a la L1 y puede acelerar la ejecucin de determinadas aplicaciones, pero no de otras, ya que depende de su diseo. La cach posee un controlador el cual es el cerebro del sistema de la misma, encargado de transportar las instrucciones de la DRAM para almacenar en cach con el objetivo de proporcionar la informacin de manera ms rpida. Actualizacin de memorias Es muy importante tener claro cundo se debe actualizar las memorias, en especial la cach y la principal, ya que van enlazadas a la hora de actualizarse. La cache se debe actualizar en el momento que se detectan fallas o ausencia de palabra buscadas, esta se actualiza teniendo en cuentas unas polticas de sustitucin clasificadas por tres categoras LRU (la de uso menos reciente), FIFO (la primera en entrar es la primera en salir), RND (aleatorio). Una modificacin en cach implica actualizacin en memoria principal, la memoria principal posee unas polticas de actualizacin igual que la cache pero estas se clasifican en escritura obligada y escritura inmediata, la primera consiste en actualizar de manera simultnea ambas memorias (tanto la cach como la principal) de tal modo que no se genere incoherencias entre la informacin almacenada en varios niveles; la segunda consiste en admitir solo actualizaciones estrictamente necesarias en la memoria principal, sea que la cach puede actualizarse varias veces antes de ser actualizada la memoria principal. Jerarqua de memorias La jerarqua de una memoria se da teniendo en cuenta tres caractersticas especiales como la velocidad de acceso, el costo de celdas (bit), y capacidad de almacenamiento. Se puede recalcar que un dispositivo de memoria ideal es aquel que permite gran capacidad de almacenamiento a bajo costo y con el menor tiempo de acceso posible. En la actualidad se pueden identificar los siguientes niveles: registros internos del procesador, memoria cache, memoria DRAM y por ltimo las memorias secundarias, auxiliares o externas.

CONCLUSIONES

La necesidad del hombre por explorar todo su potencial de conocimiento haciendo posible que desde las tareas ms simples hasta las ms complejas puedan realizarse de forma automtica con el uso de una poderosa herramienta como lo es la computadora, ha conseguido revolucionar la forma de trabajar en un mundo globalizado.

La computadora, un sistema complejo que posee toda una arquitectura interna, ha evolucionado a travs de la historia con cada nuevo avance en materia de componentes electrnicos, es una herramienta de gran utilidad y su uso en la actualidad, se extiende prcticamente a todos los rincones del planeta.

Con la elaboracin de este ensayo fue posible comprender ms a fondo que hay al interior de una computadora, de que esta compuesta, de cmo es su arquitectura la cual esta muy bien sincrona y entrelazada con otros componentes tanto fsicos como virtuales pudiendo realizar una gran cantidad de tareas y ser de gran utilidad para el ser humano.