exposicion de tema de universidad

1. Universidad Nacional del Callao
Facultad de Ingeniería Industrial y de
Sistemas
Escuela Profesional de Ingeniería de Sistemas
Arquitectura y organización del
computador
Tema de la clase:
MICROPROCESADO
R TIPO RISC y
SISC
Arquitectura y Organización de la PC FIIS-UNAC
ESTACION JIMENEZ JATSON RAUL
SACSA MOSCOSO DAMIAN
VILLAGOMEZ LIRA JESUS
PILLHUAMAN JONATHAN

2. Contenido
Historia del desarrollo de
arquitectura de computadoras
Evolución de la arquitectura según
von neumann
Arquitectura de las computadoras
paralelas
Microprocesadores RISC y CISC
Ley de Amdhal
Arquitectura y Organización de la PC FIIS-UNAC

3. Invención de la computadora
• La invención de la computadora no puede atribuirse a una sola
persona. Se considera a Babbage como el padre de la rama de saberes
que luego será la computación, pero no será sino hasta mucho más
adelante que se hará la primera computadora como tal.
• Otro importante fundador en este proceso fue Alan Turing, creador
de una máquina capaz de calcular cualquier cosa, y que llamó
“máquina universal” o “máquina de Turing”. Las ideas que sirvieron
para construirla fueron las mismas que luego dieron nacimiento al
primer computador.
• Otro importante caso fue el de ENIAC (Electronic Numeral Integrator
and Calculator, o sea, Integrador y Calculador Electrónico Numeral),
creado por dos profesores de la universidad de Pensilvania en 1943,
considerado el abuelo de los computadores propiamente dicho.
Consistía en 18.000 tubos al vacío que llenaban un cuarto entero
•
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4. Taxonomía de Von neumann
• Primera generación
• Segunda generación
• Tercera generación
Fue un matemático hungaro-
estadounidense que realizó
contribuciones fundamentales
en física cuántica, análisis
funcional, teoría de conjuntos,
teoría de juegos, ciencias de la
computación, economía, análisis
numérico, cibernética etc y
muchos otros campos. Es
considerado como uno de los
más importantes matemáticos
de la historia moderna
Arquitectura y Organización de la PC FIIS-UNAC

5. Primera generación 1940-1952
Las constituyen todas aquellas computadoras diseñadas a base
de válvulas de vacío como principal elemento de control y cuyo
uso fundamental fue la realización de aplicaciones en campos
científicos y militar. Utilizando como lenguaje de programación
el lenguaje maquina.
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6. Primera generación
• Una memoria principal que almacena tanto datos
como instrucciones. Esta memoria esta formada
por Memoria Base (MB) y Memoria Externa (EM)
• Una Unidad Aritmético Lógica (ALU) capaz de
operar con datos binarios.
• Una Unidad de Control (UC) que interpreta y
ejecuta las instrucciones de la memoria.
• Dispositivos de entrada y salida (E/S), operado por
la unidad de control (DP- Dispositivos Periféricos .
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7. primera generación de computadoras
ALU UC
DP ME
MB
V V
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8. Segunda generación 1952-1964
Al sustituirse las válvulas de vacío por el transistor, comenzó la
llamada segunda generación de computadoras. En ella las
maquinas ganaron mas potencia y fiabilidad, perdiendo tamaño,
consumo y precio, los que las hacia mas practicas y asequibles.
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9. Segunda generación
• El primer cambio en la computadora
electrónica se dio en el reemplazo del tubo de
vacío por el transistor. El transistor es mas
pequeño, barato y disipa menos calor que un
tubo de vacío. El transistor es un dispositivo de
estado solido, hecho de silicio.
• La unidad de control cuenta con:
• CDM- Circuito de Modificación de Direcciones.
• Sist. Int.- Sistema de interrupciones
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10. Segunda generación de computadoras
ALU
UC ERAM
UC
SIST. INT
CMD
ME
MB
V
CANAL
INT OUT
V
VV
DP
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11. Tercera generación 1964-1971
En esta generación el elemento mas significativo es el
circuito integrado aprecio en 1964 que consistía es el
circuito integrado, el encapsulamiento de una gran
cantidad de componentes discretos.
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12. Tercera generación
• En 1958 se dio un logró en la electrónica y se dio inicio a la era de la
microelectrónica con la invención del Circuito Integrado y la
Multiprogramación. El ALU contenía:
• EP - Procesador Especial.
• AP - Procesador Aritmético.
• BCN - Bloque de Control del Microprograma.
• Entre otro dispositivos que se ingresaron:
• MC - Memoria Caché.
• DIA - Dispositivo de Intercambio Autónomo.
• MB - Memoria Base.
• PP - Procesador Periférico.
• CM - Canal Multiplexor.
• CC - Canal Selector.
• DP - Dispositivo Periférico.
• EM - Memoria Externa.
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13. Tercera generación de computadoras
ALU
UC
UC
SIST. INT
CMD
DP
V
T
ERAM
AP
EP
BCM
PP1 P12
ME
ME
CS
MC
V
DIA
V
MB
CM
CM
CS
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14. Cuarta generación 1971-1981
Aparece el microprocesador, consistía en la integración de toda la
CPU de la computadora en un solo circuito integrado.
Microminiaturizacion.
Dos mejoras en la tecnología:
Reemplazo de las memorias con núcleos magnéticos.
Colocación de muchos mas componentes en un chip.
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15. Quinta generación 1981 a la fecha
Los principales productores de nuevas tecnologías anunciaron una
nueva generación cuyas características van a ser:
• Mas Integración de componentes.
• Utilización de lenguaje natural.
• Integración de datos, imágenes y voz (multimedia)
• Interconexión de todo tipo de computadoras, dispositivos y redes.
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16. Clasificados según el modelo de Flynn
• Modelo que permite clasificar a todas las
computadoras basándose en el estudio del
paralelismo de los flujos de instrucciones y datos
exigidos por las instrucciones en los componentes
más restringidos de la máquina
• Flujo único de instrucciones, flujo único de
datos.(SISD)
• Flujo único de instrucciones, flujo múltiple de
datos.(SIMD)
• Flujo múltiple de instrucciones, flujo único de
datos.(MISD)
• Flujo múltiple de instrucciones, flujo múltiple de
datos.(MIMD)
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17. Procesadores CISC
• La microprogramación significa que cada instrucción de
máquina es interpretada por una microprograma localizada
en una memoria en el circuito integrado del procesador.
• En la década de los sesentas la microprogramación, por sus
características, era la técnica más apropiada para las
tecnologías de memorias existentes en esa época y permitía
desarrollar también procesadores con compatibilidad
ascendente. En consecuencia, los procesadores se dotaron
de poderosos conjuntos de instrucciones.
• Las instrucciones compuestas son decodificadas
internamente y ejecutadas con una serie de
microinstrucciones almacenadas en una ROM interna. Para
esto se requieren de varios ciclos de reloj (al menos uno por
microinstrucción).
Arquitectura y Organización de la PC FIIS-UNAC

18. Arquitectura y Organización de la PC FIIS-UNAC

19. Procesadores Risc
• Estos microprocesadores siguen tomando como base el esquema
moderno de Von Neumann.
• Reducción del conjunto de instrucciones a instrucciones básicas
simples, con la que pueden implantarse todas las operaciones
complejas.
• Arquitectura del tipo load-store (carga y almacena). Las únicas
instrucciones que tienen acceso a la memoria son 'load' y 'store';
registró a registro, con un menor número de acceso a memoria.
• Casi todas las instrucciones pueden ejecutarse dentro de un ciclo de
reloj. Con un control implantado por hardware (con un diseño del
tipo load-store), casi todas las instrucciones se pueden ejecutar cada
ciclo de reloj, base importante para la reorganización de la ejecución
de instrucciones por medio de un compilador.
• Pipeline (ejecución simultánea de varias instrucciones). Posibilidad de
reducir el número de ciclos de máquina necesarios para la ejecución
de la instrucción, ya que esta técnica permite que una instrucción
puede empezar a ejecutarse antes de que haya terminado la anterior.
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20. Arquitectura y Organización de la PC FIIS-UNAC

21. Ley de Amdahl
1.5 LEY DE AMDAHL .- Permite Cuantificar el rendimiento de la PC .
Tiempo de latencia.- Es el tiempo transcurrido entre el comienzo y el final de un evento.
Aceleración
Global
1
=
(1-fracción mejorada ) + fracción mejorada/Aceleración mejorada
La ley de Amdahl puede servir de guía para ver como una mejora aumenta el rendimiento
global y como distribuir los recursos para mejorara la relación costo-beneficio.
Ejercicios:
1). Suponer que estamos considerando una mejora que corra 10 veces mas rápido que la
maquina original, pero solo es utilizada el 40% del tiempo. Cual es la aceleración global lograda
al incorporara la mejora.
F.M.=0.4
A.M=10
AG=1/((1-0.4)+(0.4/10))=1.5625 % 56%
Arquitectura y Organización de la PC FIIS-UNAC Mg. Msc. Sally Torres

22. Ley de Amdahl
• 2).Suponer que se quiere mejorar la velocidad de la CPU
en un factor de 4 veces(3 veces el precio de la CPU
original) suponer que el CPU utiliza el 60% del tiempo si la
CPU supone un cuarto del costo total del computador. Es
una buena inversión el incremento de la velocidad de la
CPU desde un punto de vista costo-rendimiento.
FM=0.6
AM=4
AG=1/((1-0.6)+(0.6/4))=1.8282%
Costo M.=X
NC M.=1x/4+3x/4+3(1x/4)=7x/4=1.7575%
Si es conveniente desde el punto de vista costo rendimiento.
Arquitectura y Organización de la PC FIIS-UNAC Mg. Msc. Sally Torres