1.1 Modelos De Arquitecturas De cómputo.

1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.

1.1.1 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

Arquitectura Mauchly-Eckert (Von Newman)

La principal desventaja de esta arquitectura, es que el bus de datos y direcciones único se convierte en un cuello de botella por el cual debe pasar toda la información que se lee de o se escribe a la memoria, obligando a que todos los accesos a esta sean secuenciales. Esto limita el grado de paralelismo (acciones que se pueden realizar al mismo tiempo) y por lo tanto, el desempeño de la computadora. Este efecto se conoce como el cuello de botella de Von Newman

1.1.2 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 el procesamiento de las instrucciones

1.1.3 Arquitecturas de multiprocesamiento.

Cuando se desea incrementar el desempeño más aya 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 programa de aplicación.

Procesadores vectoriales – Son computadoras pensadas para aplicar un mismo algoritmo numérico a una serie de 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 sobr los que se deben se aplicar el mismo algoritmo numérico.

En los sistemas SMP (Simetric Multiprocesesors), varios procesadores 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.

1.2 Análisis de los componentes.

1.2.1 CPU.

1.2.1.1 Arquitecturas.

Ademas de las arquitecturas clásicas mencionadas anteriormente, en la actualidad han aparecido

arquitecturas híbridas entre la Von Newman y la Harvard, buscando conservar la flexibilidad, pero

mejorando el rendimiento.

El cambio más importante de los últimos años en diseño de las computadoras de los últimos años se dio

durante los años 1980, con la aparición de la corriente de diseño conocida como computadoras de

conjunto reducido de instrucciones (RISC, por sus siglas en ingles). Esta escuela pretende aplicar un

enfoque totalmente distinto al tradicional hasta entonces, que paso a conocerse como computadoras de

conjunto complejo de instrucciones (CISC) para diferenciarla de la nueva tendencia.

La tendencia tradional, representada por las arquitecturas CISC (Complex Instruction Set Computers)

se caracterizan por tener un número amplio de instrucciones y modos de direccionamiento. Se

implementan instrucciones especiales que realizan funciones complejas, de manera que un

programador puede encontrar con seguridad, una instrucción especial que realiza en hardware la

función que el necesita. El número de registros del CPU es limitado, ya que las compuertas lógicas del

circuito integrado se emplean para implementar las secuencias de control de estas instrucciones

especiales.

Al investigar las tendencias en la escritura de software científico y comercial al inicio de los 80, ya se

pudo observar que en general ya no se programaba mucho en ensamblador, sino en lenguajes de alto

nivel, tales como C. Los compiladores de lenguajes de alto nivel no hacían uso de las instrucciones

especiales implementadas en los procesadores CISC, por lo que resultaba un desperdicio de recursos

emplear las compuertas del circuito de esta forma. Por lo anterior, se decidió que era mejor emplear

estos recursos en hacer que las pocas instrucciones que realmente empleaban los compiladores se

ejecutaran lo más rápidamente posible. Así surgió la escuela de diseño RISC (Reduced Instruction

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