El documento describe diferentes tipos de arquitecturas de computadoras, incluyendo arquitecturas clásicas, segmentadas, de multiprocesamiento y tendencias actuales. Las arquitecturas clásicas dividen una computadora en cuatro secciones principales conectadas por buses. Las arquitecturas segmentadas dividen el procesamiento en etapas secuenciales. Las arquitecturas de multiprocesamiento permiten procesar múltiples tareas en paralelo usando varias unidades de proceso.

1. ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS Ing. María Isabel Trejo Miranda

2. ¿Qué es? Es el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de una computadora. Ing. María Isabel Trejo Miranda Descripción funcional de los requerimientos. Es un modelo Descripción de las implementaciones de diseño para varias partes de la computadora.

3. Tendencias actuales: Aumentar la velocidad de las computadoras en cuanto al hardware por dos caminos: Computadores con conjunto reducido de instrucciones ya que hay un conjunto de instrucciones que se utiliza muy poco y esto produce un retardo en las instrucciones más usadas. Proceso paralelo: Procesar a la vez varias unidades de proceso. La forma más frecuente es la segmentación, que consiste en procesar a la vez varias instrucciones aunque estén cada una en distinta fase. Ing. María Isabel Trejo Miranda

4. UNIDAD 1 Modelo de arquitecturas de cómputo Ing. María Isabel Trejo Miranda

5. Arquitecturas Clásicas Segmentadas De multiprocesamiento Ing. María Isabel Trejo Miranda

6. CLASICAS Este tipo de arquitectura presenta a una computadora divida en 4 secciones principales: Unidad Lógica Aritmética (ALU) La Unidad de Control La Memoria Los dispositivos de Entrada y Salida (E/S) Están conectadas por cables llamados BUSES. Ing. María Isabel Trejo Miranda

7. SISD (Single Instructionstream, Single Data stream) Flujo único de instrucciones y flujo único de datos. Este es el concepto de arquitectura serie de Von Neumann donde, en cualquier momento, sólo se está ejecutando una única instrucción. Los SISD se conocen como computadoras serie escalares. Todas las máquinas SISD poseen un registro simple que se llama contador de programa. El cual asegura la ejecución en serie del programa. Conforme se van leyendo las instrucciones de la memoria, el contador de programa se actualiza para que apunte a la siguiente instrucción a procesar en serie. Ing. María Isabel Trejo Miranda

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9. Ing. María Isabel Trejo Miranda Una computadora con arquitectura Von Newman realiza los siguientes pasos secuencialmente: 1.- Obtiene la siguiente instrucción desde la memoria en la dirección indicada por el contador de programa y la guarda en el registro de instrucción. 2.- Aumenta el contador de programa en la longitud de la instrucción para apuntar a la siguiente. 3.- Decodifica la instrucción mediante la unidad de control. 4.- Se ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador del programa, permitiendo así operaciones repetitivas. El contador puede cambiar también cuando se cumpla una cierta condición aritmética, haciendo que la computadora pueda 'tomar decisiones', que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad, mediante la aritmética y lógica anteriores. 5.- Vuelve al paso 1.

10. SEGMENTADAS Segmentar una arquitectura es dividirla en segmentos o etapas, cada segmento está definido por un registro que almacena los datos a procesar y otro que almacena los resultados. Esta arquitectura consiste en ir transformando un flujo de datos en un proceso comprendido por varias fases secuenciales, siendo la entrada de cada una la salida de la anterior. Ing. María Isabel Trejo Miranda

11. MISD (MultipleInstructionstream, Single Data stream) Flujo múltiple de instrucciones y único flujo de datos. Esto significa que varias instrucciones actúan sobre el mismo y único trozo de datos. Las arquitecturas segmentadas, o encauzadas, realizan el procesamiento vectorial a través de una serie de etapas, cada una ejecutando una función particular produciendo un resultado intermedio. La razón por la cual dichas arquitecturas son clasificadas como MISD es que los elementos de un vector pueden ser considerados como pertenecientes al mismo dato, y todas las etapas del cauce representan múltiples instrucciones que son aplicadas sobre ese vector. Ing. María Isabel Trejo Miranda

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13. MULTIPROCESAMIENTO Un sistema multiproceso o multitarea es aquel que permite ejecutar varios procesos de forma concurrente, para que suceda esto se deben varios CPU’s, ya sea en una máquina o en varias como en un sistema distribuido. Un conjunto de tareas puede ser completado más rápidamente si hay varias unidades de proceso ejecutándolas en paralelo. Para hacer funcionar el multiproceso se requieren de profundos conocimientos tanto del hardware como del software. Es necesario conocer ampliamente como están interconectados dichos procesadores, y la forma en que el código que se ejecuta en los mismos ha sido escrito para escribir aplicaciones y software que aproveche al máximo sus prestaciones. Ing. María Isabel Trejo Miranda

14. MIMD (MultipleInstructionstream, Multiple Data stream) Flujo de instrucciones múltiple y flujo de datos múltiple. Son maquinas que poseen varias unidades procesadoras en las cuales se pueden realizar múltiples instrucciones sobre datos diferentes de forma simultanea. Las MIMD son las más complejas, pero son también las que potencialmente ofrecen una mayor eficiencia en la ejecución concurrente o paralela. Aquí la concurrencia implica que no solo hay varios procesadores operando simultáneamente, sino que además hay varios programas (procesos) ejecutándose también al mismo tiempo. Ing. María Isabel Trejo Miranda

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