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TIPOS DE ARQUITECTURA DE
COMPUTADORAS
1) ARQUITECTURAS DE COMPUTADORAS.
En 1966 Michael Flynn propuso un mecanismo de clasificación de
las computadoras. La taxonomía de Flynn es la manera clásica de
organizar las computadoras, y aunque no cubre todas las
posibles arquitecturas, proporciona una importante penetración
en varias arquitecturas de computadoras. El método de Flynn se
basa en el número de instruccciones y de la secuencia de datos
que la computadora utiliza para procesar información. Puede
haber secuencias de instrucciones sencillas o múltiples y
secuencias de datos sencillas o múltiples. Esto da lugar a 4 tipos
de computadoras, de las cuales solamente dos son aplicables a
las computadoras paralelas.
TIPOS DE ARQUITECTURA DE
COMPUTADORAS
• SISD (Single Instruction Single Data).
Este es el modelo tradicional de computación secuencial donde una
unidad de procesamiento recibe una sola secuencia de
instrucciones que operan en una secuencia de datos.
TIPOS DE ARQUITECTURA DE
COMPUTADORAS
• SIMD (Single Instruction Multiple Data).
A diferencia de SISD, en este caso se tienen múltiples procesadores que
sincronizadamente ejecutan la misma secuencia de instrucciones, pero en diferentes
datos. El tipo de memoria que estos sistemas utilizan es distribuida. Aquí hay N
secuencias de datos, una por procesador, así que diferentes datos pueden ser utilizados
en cada procesador. Los procesadores operan sincronizadamente y un reloj global se
utiliza para asegurar esta operación. Es decir, en cada paso todos lo procesadores
ejecutan la misma instrucción, cada uno en diferente dato.
Máquinas con arreglos de procesadores tales como ICL DAP (Distributed Array Processor)
y computadoras vectoriales canalizadas como CRAY 1 & 2 y CIBER 205 son de
arquitectura SIMD.
Ejemplo: Sumando dos matrices A + B = C. Siendo A y B de orden 2 y teniendo 4
procesadores:
A11 + B11 = C11 A12 + B12 = C12
A21 + B21 = C21 A22 + B22 = C22
La misma instrucción es ejecutada en los 4 procesadores (sumando dos números) y los 4
ejecutan las instrucciones simultáneamente. Esto toma un paso en comparación con
cuatro pasos en una máquina secuencial.
TIPOS DE ARQUITECTURA DE
COMPUTADORAS
• MIMD (Multiple Instruction Multiple Data).
Este tipo de computadora es paralela al igual que las SIMD, la diferencia con estos sistemas es
que MIMD es asíncrono. No tiene un reloj central. Cada procesador en un sistema MIMD puede
ejecutar su propia secuencia de instrucciones y tener sus propios datos. Esta caracteristica es la
más general y poderosa de esta clasificación. Se tienen N procesadores, N secuencias de
instrucciones y N secuencias de datos. Cada procesador opera bajo el control de una sencuencia
de instrucciones, ejecutada por su propia unidad de control, es decir cada procesador es capaz
de ejecutar su propio programa con diferentes datos. Esto significa que los procesadores operan
asíncronamente, o en terminos simples, pueden estar haciendo diferentes cosas en diferentes
datos al mismo tiempo.
Los sistemas MIMD se clasifican en:
Sistemas de Memoria Compartida.
Sistemas de Memoria Distribuida.
Sistemas de Memoria Compartida Distribuida.
TIPOS DE ARQUITECTURA DE
COMPUTADORAS
• ARQUITECTURA DE VON NEUMANN
La arquitectura de von Neumann es una familia de arquitecturas
de computadoras que utilizan el mismo dispositivo de
almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos
(a diferencia de la arquitectura Harvard). La mayoría de las
computadoras modernas están basadas en esta arquitectura,
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  • 1. TIPOS DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS 1) ARQUITECTURAS DE COMPUTADORAS. En 1966 Michael Flynn propuso un mecanismo de clasificación de las computadoras. La taxonomía de Flynn es la manera clásica de organizar las computadoras, y aunque no cubre todas las posibles arquitecturas, proporciona una importante penetración en varias arquitecturas de computadoras. El método de Flynn se basa en el número de instruccciones y de la secuencia de datos que la computadora utiliza para procesar información. Puede haber secuencias de instrucciones sencillas o múltiples y secuencias de datos sencillas o múltiples. Esto da lugar a 4 tipos de computadoras, de las cuales solamente dos son aplicables a las computadoras paralelas.
  • 2. TIPOS DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS • SISD (Single Instruction Single Data). Este es el modelo tradicional de computación secuencial donde una unidad de procesamiento recibe una sola secuencia de instrucciones que operan en una secuencia de datos.
  • 3. TIPOS DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS • SIMD (Single Instruction Multiple Data). A diferencia de SISD, en este caso se tienen múltiples procesadores que sincronizadamente ejecutan la misma secuencia de instrucciones, pero en diferentes datos. El tipo de memoria que estos sistemas utilizan es distribuida. Aquí hay N secuencias de datos, una por procesador, así que diferentes datos pueden ser utilizados en cada procesador. Los procesadores operan sincronizadamente y un reloj global se utiliza para asegurar esta operación. Es decir, en cada paso todos lo procesadores ejecutan la misma instrucción, cada uno en diferente dato. Máquinas con arreglos de procesadores tales como ICL DAP (Distributed Array Processor) y computadoras vectoriales canalizadas como CRAY 1 & 2 y CIBER 205 son de arquitectura SIMD. Ejemplo: Sumando dos matrices A + B = C. Siendo A y B de orden 2 y teniendo 4 procesadores: A11 + B11 = C11 A12 + B12 = C12 A21 + B21 = C21 A22 + B22 = C22 La misma instrucción es ejecutada en los 4 procesadores (sumando dos números) y los 4 ejecutan las instrucciones simultáneamente. Esto toma un paso en comparación con cuatro pasos en una máquina secuencial.
  • 4. TIPOS DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS • MIMD (Multiple Instruction Multiple Data). Este tipo de computadora es paralela al igual que las SIMD, la diferencia con estos sistemas es que MIMD es asíncrono. No tiene un reloj central. Cada procesador en un sistema MIMD puede ejecutar su propia secuencia de instrucciones y tener sus propios datos. Esta caracteristica es la más general y poderosa de esta clasificación. Se tienen N procesadores, N secuencias de instrucciones y N secuencias de datos. Cada procesador opera bajo el control de una sencuencia de instrucciones, ejecutada por su propia unidad de control, es decir cada procesador es capaz de ejecutar su propio programa con diferentes datos. Esto significa que los procesadores operan asíncronamente, o en terminos simples, pueden estar haciendo diferentes cosas en diferentes datos al mismo tiempo. Los sistemas MIMD se clasifican en: Sistemas de Memoria Compartida. Sistemas de Memoria Distribuida. Sistemas de Memoria Compartida Distribuida.
  • 5. TIPOS DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS • ARQUITECTURA DE VON NEUMANN La arquitectura de von Neumann es una familia de arquitecturas de computadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard). La mayoría de las computadoras modernas están basadas en esta arquitectura, aunque pueden incluir otros dispositivos adicionales (por ejemplo, para gestionar las interrupciones de dispositivos externos como ratón, teclado, etcétera).
  • 6. LINEA DEL TIEMPO DE LA EVOLUCIÓN DE LAS COMPUTADORAS