Arquitectura de computadores ii ici 223 ing civil inform tica depto de computaci n e inform tica l.jpg
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 116

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES II ICI-223 Ing Civil Informática Depto de Computación e Informática PowerPoint PPT Presentation


  • 381 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES II ICI-223 Ing Civil Informática Depto de Computación e Informática. Preliminares. Ing. Rodrigo Cofré Loyola Profesor Auxiliar Departamento de Computación e Informática Clases Lunes 16:50 – 17:55 Hrs – Sala 28 Viernes 10:50 – 12:55 Hrs – Sala 35 Tutorias:

Download Presentation

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES II ICI-223 Ing Civil Informática Depto de Computación e Informática

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Arquitectura de computadores ii ici 223 ing civil inform tica depto de computaci n e inform tica l.jpg

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES IIICI-223Ing Civil InformáticaDepto de Computación e Informática


Preliminares l.jpg

Preliminares

Ing. Rodrigo Cofré Loyola

Profesor Auxiliar

Departamento de Computación e Informática

Clases

Lunes 16:50 – 17:55 Hrs – Sala 28

Viernes 10:50 – 12:55 Hrs – Sala 35

Tutorias:

Miércoles 10:50 – 12:50 Hrs

Viernes 14:30 – 16:30 Hrs.


Descripci n y objetivo l.jpg

Descripción y Objetivo

  • El curso está orientado a que el alumno obtenga una visión técnica de la organización y arquitectura de los computadores modernos mediante el análisis, diseño y evaluación de los niveles de abstracción en la cual están organizados los sistemas computacionales modernos.


Descripci n y objetivo4 l.jpg

Descripción y Objetivo

  • Se diseñan y simulan en computador arquitecturas básicas dedicadas y generalizadas, y se resuelven problemas de programación utilizando lenguajes de bajo nivel de las arquitecturas estudiadas.  

  • En conjunto con las clases expositivas, se realizarán clases de ejercitación Laboratorios y resolución de tareas grupales.


Temario inicial l.jpg

Temario Inicial

  • 1 Introducción

  • 2 Organización del Computador

  • 3 Sistemas de Memoria

  • 4 Interfaces y Comunicaciones

  • 5 Organización Funcional

  • 6 Multiprocesadores y Arquitecturas Alternativas

  • 7 Aumento de Desempeño

  • 8 Arquitecturas Contemporáneas


Metodolog a l.jpg

Metodología

  • Autoaprendizaje - Lecturas

  • Clases Expositivas – Trabajos grupales

  • Laboratorios:

    • Ensamblador (6-7) + Circuitos Digitales (Proyecto-Etapas).

    • Hardware y configuración PC ()

    • Trabajo Grupal de Investigación (grupos semestrales)

  • Página WEB: http://www.eici.ucm.cl/

  • [email protected]


Controles l.jpg

Controles

  • Prueba 1: 10 Octubre 2008

  • Prueba 2: 21 Noviembre 2008

  • Prueba Acumulativa: 12 Diciembre 2008


Ayudant as ensamblador l.jpg

Ayudantías: Ensamblador

Cupos 25 Alumnos por Sección

2 Secciones

Inscripciones con Profesor

Horarios:

Sección 1: Miércoles 15:30 – 16:30

Sección 2: Miércoles 16:55 – 17:50


Laboratorio ensamblador proyecto l.jpg

Laboratorio Ensamblador+Proyecto

27 Octubre al 07 Noviembre 2008

Lab: 27/10 - 29/10 – 31/10 - 03/11 -05/11

+ Consultas 07/11

Horario 15:35 Hrs – 17:50 Hrs

Cupo 3 Grupos Por Laboratorio

Máximo 4 alumnos por Grupo

Inscribirse con el Profesor


Observaciones l.jpg

Observaciones

  • La inasistencia a un test será evaluada con un 1 y no se recuperará. Los tests pueden o no ser avisados con anticipación.

  • Se exige el 80% de asistencia a clases, y el 100% a los laboratorios, en caso contrario reprobará la asignatura con la nota mínima.


Bibliograf a m nima l.jpg

Bibliografía Mínima

  • [Morris1991] Morris M, “Ingeniería Computacional: Diseño del Hardware”, prentice Hall, 1991.

  • [Stalling2006] Stalling Williams, “organización y arquitectura de Computadoras”, 7ª Edición, Pearson Educación, 2006.(7 Ejemplares)

  • [Paterson1995] Paterson D, “organización y diseño de computadores: La interfaz Hardware/Software”, Mc Graw-Hill, 1995.


Bibliograf a m nima12 l.jpg

Bibliografía Mínima

  • [Tanenbaum2000] Tanenbaum A, “Organización de Computadores: Un enfoque Estructurado”, 4ta Edición, Prentice-Hall, 2000. (10 Ejemplares)

  • [Martínez2000] Martínez J, “Organización y Arquitectura de Computadores”, Prentice-Hall, 2000.

  • [Ujaldon2003] Ujaldon Martínez Manuel, “Arquitectura del PC”, Volumen I a IV, Editorial Ciencia-3, Madrid, 2003.


Bibliograf a m nima13 l.jpg

Bibliografía Mínima

  • [Hennessy2002] Patterson, “Computer Architecture: A Quantitative Approach”, 3era Edition, Morgan-Kaufmann, 2002.


Bibliograf a complementaria l.jpg

Bibliografía Complementaria

  • [Ujaldon2005] Ujaldon Martínez Manuel, “Procesadores Gráficos para PC”, Editorial Ciencia-3, Madrid, 2005.

  • [Ujaldon2007] Ujaldon Martínez Manuel, “Arquitectura del PC: 1400 cuestiones y problemas resueltos”, Editorial Ciencia-3, Madrid, 2007.


Metodolog a15 l.jpg

Metodología

  • Desarrollo de clases expositivas de parte del profesor.

  • Desarrollo de laboratorios (asistencia obligatoria).

  • Los alumnos deberán participar activamente en clases mediante la proposición de soluciones a problemas planteados por el profesor u otros alumnos.Se propiciará el trabajo en grupo, de manera que los alumnos colaboren entre sí, tanto en clases teóricas como prácticas.


Introducci n l.jpg

¿Qué es un computador?

[ Introducción ]

DEFINICIÓN DE LA RAE:

Máquina electrónica, analógica o digital, dotada de una memoria de gran capacidad y de métodos de tratamiento de información, capaz de resolver problemas matemáticos y lógicos mediante la utilización automática de programas informáticos.

Se acepta computador o computadora.

Präsentation


Introducci n17 l.jpg

¿Qué es un computador?

[ Introducción ]

DEFINICIÓN DE Stallings:

Máquina digital electrónica programable para el tratamiento automático de la información, capaz de recibirla, operar sobre ella mediante procesos determinados y suministrar los resultados de tales operaciones.

Präsentation


Introducci n18 l.jpg

Introducción

“Distinguir entre Arquitectura y organización”

  • Arquitectura se refiere a los atributos de un sistema que son visibles para un programador – Impacto Directo en la ejecución lógica de un programa: Conjunto de instrucciones, número de bits usados en la representación de Datos (números, caracteres, etc), los mecanismos de entrada Salida, y las técnicas para direccionamiento de memoria.


Introducci n19 l.jpg

Introducción

  • La organización de Computadores se refiere a las unidades funcionales y sus interconexiones que dan lugar a especificaciones arquitectónicas.

  • Detalles Hardware transparentes al programador tales como señales de control, interfaces entre el computador y los periféricos y la tecnología de Memoria usada.


Introducci n20 l.jpg

Funcionamiento

[ Introducción ]

Transferencia

de datos

Control

Almacenamiento

de datos

Procesamiento

de datos

Präsentation


Introducci n21 l.jpg

Funcionamiento

[ Introducción ]

Transferencia

de datos

TRANSFERENCIA

Control

Almacenamiento

de datos

Procesamiento

de datos

Präsentation


Introducci n22 l.jpg

Funcionamiento

[ Introducción ]

Transferencia

de datos

ALMACENAMIENTO

Control

Almacenamiento

de datos

Procesamiento

de datos

Präsentation


Introducci n23 l.jpg

Funcionamiento

[ Introducción ]

Transferencia

de datos

PROCESAMIENTO

CON USO DE

MEMORIA

Control

Almacenamiento

de datos

Procesamiento

de datos

Präsentation


Introducci n24 l.jpg

Funcionamiento

[ Introducción ]

Transferencia

de datos

PROCESAMIENTO

CON USO DE

MEMORIA Y

TRANSFERENCIA

Control

Almacenamiento

de datos

Procesamiento

de datos

24 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n25 l.jpg

Estructura

[ Introducción ]

Computer

Peripherals

Central

Processing

Unit

Main

Memory

Computer

Systems

Interconnection

Input

Output

Communication

lines

25 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n26 l.jpg

Estructura

[ Introducción ]

CPU

Arithmetic

and

Login Unit

Computer

Registers

I/O

System

Bus

CPU

Internal CPU

Interconnection

Memory

Control

Unit

26 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n27 l.jpg

Estructura

[ Introducción ]

Control Unit

CPU

Lógica

Secuencia

ALU

Control

Unit

Internal

Bus

Registros y

Decodificadores

De la Unidad de

Control

Registers

Memoria

De Control

27 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n28 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

28 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n29 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

La generación 0 (hasta 1945)

  • Ábacos

  • Calculadoras mecánicas.

  • Sistemas basados en relés.

29 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n30 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Primera Computadora Digital (mecánica)

Usada para calcular tablas numéricas, calculaba cualquier función

algebraica y almacenaba números. Se programaba con tarjetas.

Charles Babbage y Ada Lovelace.

Difference Engine (1822)

30 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n31 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Usada para computar tablas matemáticas y de navegación.

Harvard Mark I (1930)

31 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n32 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

La primera generación (1940-1955)

  • Luego se utilizan tubos al vacío

  • Eran enormes (20.000 tubos) y lentas (un ciclo  1 seg.)

  • Un solo grupo diseñaba, construía, programaba, operaba y mantenía cada máquina.

  • Toda la programación se hacía en lenguaje máquina (alambrando tableros por ejemplo).

  • No existían los sistemas operativos.

  • En 1950 se introducen las tarjetas perforadas.

32 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n33 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Usada en la Segunda Guerra Mundial para decifrar los mensajes de los alemanes.

Colossus (1945)

33 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n34 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

ENIAC (1946)

34 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n35 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

UNIVAC (1946)

35 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n36 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Primera máquina que funcionó con un programa almacenado.

John von Neumann, Princeton

Manchester Mark I (1948)

36 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n37 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

La segunda generación (1955-1965)

  • Se introducen los transistores.

  • Distinción entre diseñadores, constructores, programadores, operadores y personal de mantenimiento.

  • Mainframes en salas acondicionadas.

  • Se escribían los programas en papel, luego se perforaban las tarjetas, cuarto de entrada, café, esperar la salida.

  • Los operadores toman las tarjetas del programa y colocan también los del compilador.

  • Se crea el proceso por lotes que agrupa trabajos.

37 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n38 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Transistor (1947)

38 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n39 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Máquina que funcionaba con tarjetas.

JOHNNIAC (1954)

39 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n40 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Tarjeta sin perforar

40 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n41 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Línea de programa

A = 1 5 6

Tarjeta perforada

41 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n42 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Primera máquina comercial con hardware de punto flotante (5kFLOPS).

IBM 704 (1955)

42 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n43 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Primer compilador FORTRAN para IBM 704

(Formula Translator)

FORTRAN (1957)

43 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n44 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

4KB de memoria expandible a 16KB.

Buena para leer tarjetas, copiar cintas e imprimir resultados, pero mala para cáclulos numéricos.

Se utilizaba con fines comerciales (bancos, etc.)

IBM 1401(1959)

44 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n45 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

IBM 1401: Centro de Cómputo

45 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n46 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Buena para hacer cómputos, se utilizaba con fines científicos.

IBM 7094

46 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n47 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

  • IBM 1401 – IBM 7094:

  • los programadores llevan tarjetas

  • La 1401 lee un lote de tarjetas y los graba en la cinta

  • Un operador lleva la cinta a la 7094

  • La 7094 realiza los cómputos

  • Un operador lleva la cinta a una 1401

  • La 1401 imprime las salidas

47 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n48 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Fortran Monitor System

Trabajo en FORTRAN

48 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n49 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

ERMA, General Electric (1959)

49 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n50 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Primer video-juego. Estudiantes de MIT (1962)

50 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n51 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Invención del mouse (1964).

51 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n52 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

La tercera generación (1965-1980)

  • Se introducen los circuitos integrados, lo cual es una gran ventaja en el precio y desempeño del computador.

  • Se introduce el sistema IBM 360 altamente compatible.

  • Se introduce la multiprogramación

  • Se introducen los discos duros.

  • Se introduce el tiempo compartido entre usuarios.

52 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n53 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Software compatible con IBM 7094, 1401 entre otros.

IBM 360 (1964)

53 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n54 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Circuitos integrados

54 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n55 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

IBM 360

55 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n56 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

GE 625 (1965)

56 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n57 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

4K de palabras de 18 bits.

US$ 120.000 < 5% del precio de la IBM 7094

DEC PDP-1 (1961)

57 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n58 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Fundación de Intel (1968)

58 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n59 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

#include

main()

{

for(;;)

printf("Hello world..."\n);

}

Laboratorio Bell desarrolla el lenguaje C (1972)

59 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n60 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

MULTICS (1976)

60 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n61 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

PDP-11/70 (1974)

61 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n62 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

De MULTICS nace UNICS (UNiplexed Information and Computing Service) luego se cambió a UNIX.

Era un sistema abierto lo que generó un caos.

IEEE generó un estándar llamado POSIX.

62 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n63 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Primer microprocesador en un chip Intel 4004 (1971)

Präsentation


Introducci n64 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Intel 4004 (1971)

Präsentation


Introducci n65 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Steve Jobs & Steve Wosniak

Appel I (1976)

65 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n66 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

ALTAIR 8800 (1975)

66 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n67 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Apple II (1978) US$ 1930

67 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n68 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Microsoft (1978)

68 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n69 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

La cuarta generación (desde 1980)

  • Usan LSI (large scale integration).

  • Intel 8080 (8 bits) -> IBM PC (1980) con DOS.

  • Intel 80286 (1983), 80386 (1985) y 80486 (1989).

  • GUI (graphical User Interface) -> Macintosh

  • Microsoft adopta GUI y desarrolla Windows (sobre DOS)

  • Microsoft saca Windows 95 como sistema operativo, luego Windows 98 (basado en 16 bits), Windows NT (32 bits) con ideas de VAX VMS.

  • Windows NT 5.0 se transformó en Windows 2000

  • Windows 98 se transformó en Windows Me.

  • Windows XP

69 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n70 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

La cuarta generación (desde 1980)

  • UNIX se mantiene más fuerte en computadores potentes

  • Se basa en chips RISC de alto desempeño.

  • Pentium Liunx es una alternativa a Windows

  • Unix saca X Windows basado en GUI

  • Se introducen sistemas operativos en red (varios computadores conectados) y sistemas operativos distribuidos (múltiples procesadores).

  • continuará…

70 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n71 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

IBM PC (1981)

71 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n72 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Commodore 64 (1982)

72 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n73 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Disco Duro Memorex 10MB (1983)

73 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n74 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

#include

main()

{

char *s1, *s2;

par{

s1 = "Hello";

s2 = "world\n";

}

cout << s1 << s2 << endl;

return(0);

}

AT&T y Laboratorio Bell desarrollan C++ (1983)

74 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n75 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

IBM PC/AT (1983)

75 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n76 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Sony introduce el CD (1984)

76 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n77 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Commodore Amiga (1985)

77 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n78 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Macintosh (1984)

78 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n79 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

X Windows para UNIX (1984)

79 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n80 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Sparcstation (1989)

80 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n81 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

“Estoy construyendo un sistema operativo gratuito (no es más que un hobby, no será una cosa grande y profesional como GNU) para clónicos AT (con un 386 o 346).”

Linus Torvalds, Helsinki, Oct. 91

Nace LINUX

81 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n82 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Intel Pentium (1993)

82 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n83 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Appel Newton (1993)

83 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n84 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Windows 95 (1995)

84 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n85 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

Power Macintosh (1994)

85 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n86 l.jpg

Historia

[ Introducción ]

86 Arquitectura de Computadores

Präsentation


Introducci n87 l.jpg

[ Introducción ]

LENGUAJES, NIVELES Y MÁQUINAS VIRTUALES.

Modelo Básico y necesidad de

Modelo Jerárquico [Tanenbaum2000]


Lenguajes niveles y m quinas virtuales l.jpg

LENGUAJES, NIVELES Y MÁQUINAS VIRTUALES

  • Controlador de disco flexible. 16 comandos, c/u se especifica cargando entre 1 y 9 bytes en un registro del dispositivo. Comandos de lectura, escritura, movimiento del brazo, formateo de pistas. Inicialización, detección, reestablecimiento, recalibración del controlador y las unidades de disco.


Lenguajes niveles y m quinas virtuales89 l.jpg

LENGUAJES, NIVELES Y MÁQUINAS VIRTUALES

  • Comandos básicos son READ y WRITE: requieren 13 parámetros empacados en 9 bytes. Los parámetros especifican: Dirección del bloque de disco, número de sectores por pista, modo de grabación empleado, etc. (Evitar la programación del HW, a través de máquinas virtuales con lenguajes de programación más cercanos a las personas.)


M quinas multiniveles actuales l.jpg

MÁQUINAS MULTINIVELES ACTUALES

  • Nivel 0: N. de lógica digital.

  • Nivel 1: N. de microprogramación o microarquitectura.

  • Nivel 2: N. de máquina convencional, de arquitectura del set de instrucciones.

  • Nivel 3: N. de sistema operativo.

  • Nivel 4: N. de lenguaje ensamblador.

  • Nivel 5: N. de lenguajes orientados a problemas


Interpretes traductor tanenbaum2000 l.jpg

Interpretes / Traductor (Tanenbaum2000)

  • Interpete:

  • Traductor:


Nivel 0 nivel de l gica digital l.jpg

Nivel 0: Nivel de lógica digital.

  • Corresponde al HW de la máquina. Está conformado por memorias RAM, memorias ROM, registros, unidades aritmético lógicas, unidad de control, buses de datos, buses de direcciones, bus de control, compuertas lógicas, fuentes de poder, etc.


Nivel 0 nivel de l gica digital95 l.jpg

Nivel 0: Nivel de lógica digital.

Bajo este nivel existe un nivel denominado nivel de dispositivo, conformado por los elementos básicos con los cuales están construidos las compuertas lógicas, a saber, los transistores. El funcionamiento de los transistores, o de los semiconductores en general cae en el campo de la física de estado sólido.


Nivel 1 nivel de microarquitectura microprogramaci n l.jpg

Nivel 1: Nivel de microarquitectura (ó microprogramación).

El nivel de microarquitectura está conformado por una máquina virtual denominada microprograma. El microprograma es un programa interprete de las instrucciones de salida del nivel de máquina convencional, que generalmente se implementa en firmware.


Nivel 1 nivel de microarquitectura microprogramaci n97 l.jpg

Nivel 1: Nivel de microarquitectura (ó microprogramación).

La función del microprograma es generar los valores lógicos (0 y 1) de las líneas de control del HW de la máquina, que junto con un secuenciamiento adecuado ejecutan sobre el Hardware (Hw) las instrucciones del nivel anterior.


Nivel 2 nivel de m quina convencional l.jpg

Nivel 2: Nivel de máquina convencional.

Este nivel se denomina también nivel de arquitectura del set de instrucciones.

  • En este nivel se definen cuestiones como el set de instrucciones de lenguaje de máquina, el formato de las instrucciones, las formas de direccionamiento, el largo y funcionalidad de los registros (de propósito general y específico), etc.


Nivel 2 nivel de m quina convencional99 l.jpg

Nivel 2: Nivel de máquina convencional.

  • Los manuales de referencia de lenguaje de máquina de los fabricantes de un computador, tratan de la máquina virtual de nivel 2. El set de instrucciones de lenguaje de máquina describe las instrucciones que el microprograma lleva a cabo sobre el Hw.


Nivel 3 nivel de sistema operativo l.jpg

Nivel 3: Nivel de sistema operativo.

  • El nivel de SO está conformado por un programa denominado sistema operativo.

  • El sistema operativo puede visualizarse de dos formas:

  • SO como máquina extendida: Presenta al programador una máquina extendida o máquina virtual, con un conjunto de instrucciones de alto nivel, con lo cual se configura una abstracción sencilla de los elementos de una computadora.


Nivel 3 nivel de sistema operativo101 l.jpg

Nivel 3: Nivel de sistema operativo.

  • SO como administrador de recursos: Los recursos de una computadora son: Procesadores, memoria, dispositivos de E/S. El SO asegura el correcto uso de los recursos de la computadora entre programas que piden el acceso a estos recursos que son compartidos.


Nivel 3 nivel de sistema operativo102 l.jpg

Nivel 3: Nivel de sistema operativo.

  • Ejemplo: Un SO de red, ordena el uso de un recurso compartido como una impresora por los diferentes usuarios. El nivel de sistema operativo es un nivel híbrido. La mayoría de las instrucciones de este nivel están presente en el nivel 2, por lo que son ejecutadas directamente por el microprograma.


Nivel 3 nivel de sistema operativo103 l.jpg

Nivel 3: Nivel de sistema operativo.

  • Además existen otras instrucciones que tiene que ver con cuestiones como la creación, ejecución y comunicación de procesos (programa en ejecución).


Nivel 3 nivel de sistema operativo104 l.jpg

Nivel 3: Nivel de sistema operativo.

Las funciones del sistema operativo son básicamente 4:

  • Administración de procesos,

  • Sistema de archivos,

  • Administración de memoria,

  • Administración de los dispositivos de E/S.


Nivel 4 nivel de lenguaje ensamblador l.jpg

Nivel 4: Nivel de lenguaje ensamblador.

  • Este nivel está conformado por un programa traductor denominado ensamblador. El lenguaje ensamblador es una forma simbólica de los lenguajes subyacentes.

  • En general corresponde a una forma simbólica del lenguaje de máquina convencional o lenguaje de máquina que es un lenguaje binario.


Nivel 4 nivel de lenguaje ensamblador106 l.jpg

Nivel 4: Nivel de lenguaje ensamblador.

  • Los símbolos del lenguaje ensamblador son típicamente ADD, SUB, MUL, DIV, que representan operaciones como sumar, restar, multiplicar y dividir.

  • La tarea del ensamblador en una primera instancia es traducir el lenguaje simbólico a lenguaje de máquina.


Nivel 4 nivel de lenguaje ensamblador107 l.jpg

Nivel 4: Nivel de lenguaje ensamblador.

  • El programa ensamblador como traductor toma el programa fuente (programa con instrucciones en símbolos) y lo convierte a un programa objeto, que es el programa que realmente se ejecuta.


Nivel 4 nivel de lenguaje ensamblador108 l.jpg

Nivel 4: Nivel de lenguaje ensamblador.

  • Cuando se ejecuta el programa objeto hay tres niveles presentes:

  • El nivel de microprogramación,

  • el nivel de máquina convencional y

  • el nivel de sistema operativo.


Nivel 4 nivel de lenguaje ensamblador109 l.jpg

Nivel 4: Nivel de lenguaje ensamblador.

  • En tiempo de ejecución hay 3 programas presentes en memoria:

  • El programa objeto del usuario,

  • el sistema operativo y

  • el microprograma.


Nivel 5 y 6 l.jpg

Nivel 5 y 6

Nivel 5: Nivel de lenguajes orientados a problemas.

  • Este nivel está constituido por programas traductores denominados compiladores.

  • Los lenguajes de nivel 5 son denominados de alto nivel dado que son muy cercanos a las personas. Ejemplos de estos lenguajes son el Pascal, el Fortran, C, Cobol, entre otros.


Nivel 5 y 6111 l.jpg

Nivel 5 y 6

Nivel 6 y superiores: Aplicaciones.

  • Este nivel provee de máquinas virtuales orientadas a aplicaciones específicas. Entre las máquinas virtuales presentes en este nivel están las planillas de cálculo, procesadores de texto, etc.


Otras clasificaciones l.jpg

Otras Clasificaciones

  • La arquitectura Von Newman sigue el ciclo de ejecución secuencial de instrucciones (una a una) que opera sobre datos escalares. No obstante hay otros modelos de arquitectura.

  • La clasificación más aceptada desde el punto de vista de la estructura del Computador, es la de “Flynn”, la cual se realiza según el número de Instrucciones o datos implicados en cada ciclo de reloj


Clasificaciones arquitecturas l.jpg

Clasificaciones Arquitecturas

  • SISD (Single Instruction – Single Data) construccion de procesadores Superescalares, que arrancan varias instrucciones simultaneamente, aunque se siguen considerando SISD, como los PowerPC y los Intel. (Von Newman)

  • SIMD (Single Instruction – Multiple Data): Computadores vectoriales


Taxonom a de flynn l.jpg

Taxonomía de Flynn

  • MIMD (Multiple Instruction – Multiple Data): Multiprocesadores con Memorias Compartidas y los Multicomputadores con Memoria Independiente. Procesadores Multinucleo, que son Chip con múltiples procesadores en su interior.

    Máquinas MIMD son Core Duo (dos procesadores) y los Core Quad (cuatro procesadores), también de Intel, donde cada procesador es a su vez superescalar.


Taxonom a de flynn116 l.jpg

Taxonomía de Flynn

  • SISD (Single Instruction – Single Data) construccion de procesadores Superescalares, que arrancan varias instrucciones simultaneamente, aunque se siguen considerando SISD, como los PowerPC y los Intel.

  • MISD (Multiple Instruction – Simple Data): Diversas instrucciones operan sobre un único Dato. Son las más alejadas de las arquitecturas convencionales.


  • Login