PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS
Arquitectura de Computadoras
INSTITUCIÓN:
Universidad Politécnica de Tecámac
PRESENTA:
Esmeralda Pérez Benito
1322134245
PROFESOR:
Néstor Apolo López González
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Arquitectura de computadoras: Tipos, características y funcionamiento, Esquemas y mapas conceptuales de Comunicación de Datos y Red de Computadoras
Este documento proporciona una visión general de los principales aspectos de la arquitectura de computadoras, incluyendo el conjunto de instrucciones (isa), la eficiencia y el rendimiento, y los diferentes tipos de arquitecturas como la arquitectura paralela, la arquitectura risc y las familias de procesadores intel core, intel xeon, amd ryzen y amd epyc. Se describen las características, el alcance y el funcionamiento de cada una de estas arquitecturas, así como la evolución histórica de procesadores como el athlon 64, athlon x2 y athlon ii. Además, se explican conceptos clave como la unidad de control, la unidad aritmético-lógica (alu), los registros y las memorias caché. Este documento sería útil para estudiantes universitarios interesados en comprender los fundamentos de la arquitectura de computadoras y su evolución.
Tipo: Esquemas y mapas conceptuales
2021/2022
1 / 29
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PORTAFOLIO DE EVIDENCIAS
Arquitectura de Computadoras
INSTITUCIÓN:
Universidad Politécnica de Tecámac
PRESENTA:
Esmeralda Pérez Benito
PROFESOR:
Néstor Apolo López González
INDICE
QUE ES UNA ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS
La arquitectura de computadoras se refiere al diseño conceptual y la estructura
fundamental de un sistema de computación. Esta disciplina abarca todos los aspectos
del diseño y la organización de los componentes principales de una computadora,
incluyendo el hardware y software y la interconexión entre ellos.
La arquitectura de computadoras incluye aspectos como:
- Conjunto de instrucciones (ISA, Instruction Set Architecture) : Define el
repertorio de operaciones que una computadora puede realizar.
- Organización de la microarquitectura : Cómo se implementan las instrucciones
en el hardware.
- Diseño del hardware : Incluye componentes como la CPU, memoria,
almacenamiento y los sistemas de interconexión.
- Eficiencia y rendimiento : Consideraciones sobre cómo optimizar la velocidad de
procesamiento, el consumo de energía y la gestión de recursos
ELABORA UN CUADRO SINOMPTICO SOBRE TIPOS DE ARQUITECTURA DE
COMPUTADORAS, DESCRIBE CADA UNA DE ELLAS.
ARQUITECTURA DE
COMPUTADORAS
Arquitectura
de Von
Neumann
Arquitectura
Harvard
Arquitectura
RISC (Reduced
Instruction Set
Computer)
Arquitectura
CISC (Complex
Instruction Set
Computer)
Se basa en la idea de tener una unidad central de procesamiento (CPU) que accede a una memoria compartida para almacenar tanto datos como programas. Es un modelo similar a la arquitectura de Von Neumann, pero este se caracteriza por utilizar memorias físicamente separadas para almacenar las instrucciones del programa y los datos de manera independiente. Es un enfoque de diseño de computadoras que se basa en la utilización de múltiples unidades de procesamiento trabajando en paralelo para realizar tareas y operaciones de manera simultánea. Esto puede lograrse mediante el uso de procesadores multinúcleo o la creación de sistemas con varios procesadores trabajando juntos. Es un enfoque de diseño de procesadores y computadoras que se caracteriza por utilizar un conjunto de instrucciones reducido y altamente optimizado. Los procesadores RISC ejecutan instrucciones en un solo ciclo de reloj, lo que los hace más eficientes en operaciones simples y repetitivas.
ESCRIBE A LOS INTEGRANTES DE LA FAMILIA DE PROCESADORES DE INTEL
1. Intel Core
La familia Intel Core es la más conocida y utilizada, abarcando desde usuarios domésticos hasta estaciones de trabajo avanzadas. Características : Incluye las series i3, i5, i7, i9 y, recientemente, los procesadores Core X.
- Intel Core i3 : Procesadores de nivel básico con dos o cuatro núcleos, enfocados en eficiencia energética y tareas cotidianas.
- Intel Core i5 : Gama media con cuatro a seis núcleos, ofrece un buen equilibrio entre rendimiento y precio, ideal para juegos y aplicaciones multitarea.
- Intel Core i7 : Gama alta con hasta ocho núcleos, orientados a usuarios avanzados que requieren un alto rendimiento para aplicaciones de diseño, edición de video y juegos de alta demanda.
- Intel Core i9 : Procesadores de alto rendimiento con hasta dieciocho núcleos, diseñados para entusiastas y profesionales que ejecutan aplicaciones intensivas en recursos, como modelado 3D y simulaciones.
- Intel Core X : Serie extrema para estaciones de trabajo con múltiples núcleos (hasta 18) y capacidad de overclocking, destinada a tareas de computación intensiva. Alcance : Desde computadoras personales de uso general hasta estaciones de trabajo avanzadas. Funcionamiento Utilizan arquitecturas avanzadas (como Skylake, Kaby Lake, Coffee Lake, y las más recientes Rocket Lake y Alder Lake) que mejoran la eficiencia energética y el rendimiento multihilo, soportan tecnologías como Hyper-Threading, Turbo Boost y gráficos integrados de alta definición.
2. Intel Xeon
La familia Xeon está diseñada para servidores, estaciones de trabajo y aplicaciones empresariales que requieren alta disponibilidad y capacidad de procesamiento. Características Procesadores con múltiples núcleos y capacidades avanzadas de manejo de memoria y virtualización.
- Soporte para ECC (Error Correcting Code) y grandes cantidades de memoria RAM.
- Tecnologías de seguridad avanzadas como Intel SGX (Software Guard Extensions) y Intel TXT (Trusted Execution Technology).
- Soporte para configuraciones multiprocesador (SMP) y alta eficiencia energética. Alcance : Servidores de data centers, estaciones de trabajo de alto rendimiento, y aplicaciones de inteligencia artificial y análisis de datos. Funcionamiento : Estos procesadores ofrecen un rendimiento escalable, alta confiabilidad y soporte para cargas de trabajo intensivas y críticas, con versiones específicas optimizadas para diferentes tareas, como procesamiento paralelo y cálculos científicos.
4. Intel Pentium y Celeron
Familias de procesadores dirigidas a equipos de entrada y bajo costo.
CARACTERÍSTICAS :
Procesadores de nivel básico y gama media-baja, con menos núcleos y características en comparación con la serie Core. Pentium : Mayor rendimiento que Celeron, adecuados para tareas básicas de computación y multimedia. Celeron : Enfocados en el costo, ideales para aplicaciones simples y equipos educativos.
ALCANCE :
Computadoras de bajo costo, sistemas educativos, y soluciones de oficina con necesidades básicas.
FUNCIONAMIENTO :
Basados en arquitecturas similares a las de la serie Core pero con menores frecuencias de reloj y caché, adecuados para tareas ligeras y eficiencia energética.
ESCRIBE A LOS INTEGRANTES DE LA FAMILIA DE PROCESADORES DE AMB
La serie Ryzen de AMD está dividida principalmente en Ryzen 3, Ryzen 5, Ryzen 7 y Ryzen 9
Ryzen 3
Características:
- Núcleos e hilos: Generalmente, 4 núcleos y 8 hilos.
- Reloj base y boost: Reloj base alrededor de 3.5 GHz y boost hasta 4.0 GHz.
- Caché: 8 MB de caché L3.
- TDP (Thermal Design Power): 65W.
- Proceso de fabricación: 7nm en las últimas generaciones (Zen 2 y Zen 3).
Alcance y Funcionamiento:
Los procesadores Ryzen 3 están diseñados para usuarios de nivel de entrada, ofreciendo un rendimiento sólido para tareas cotidianas como navegación web, productividad en oficina y juegos ligeros. Son adecuados para PC de bajo costo y estaciones de trabajo básicas.
Ryzen 5
Características:
- Núcleos e hilos: 6 núcleos y 12 hilos.
- Reloj base y boost: Reloj base alrededor de 3.6 GHz y boost hasta 4.4 GHz.
- Caché: 32 MB de caché L3.
- TDP: 65W a 95W.
- Proceso de fabricación: 7nm en las últimas generaciones (Zen 2 y Zen 3).
Alcance y Funcionamiento:
Los procesadores Ryzen 5 son ideales para usuarios de gama media que requieren un equilibrio entre rendimiento y costo. Ofrecen un excelente rendimiento en multitarea, juegos y aplicaciones de productividad. Son muy populares entre los jugadores y los creadores de contenido que buscan un rendimiento robusto sin un costo excesivo.
avanzado. Son los procesadores más potentes de la línea Ryzen y están diseñados para manejar múltiples tareas simultáneamente con gran eficiencia.
EPYC
EPYC 7001 Series (Naples):
Características : Lanzada en 2017, esta serie marcó la entrada de AMD en el mercado de servidores de alto rendimiento. Los procesadores de la serie EPYC 7001 están basados en la microarquitectura "Zen" de primera generación de AMD y ofrecen hasta 32 núcleos físicos y 64 hilos, junto con un conjunto de características diseñadas para cargas de trabajo intensivas. Alcance : Se dirige a aplicaciones de servidores empresariales que requieren una combinación de potencia de cálculo, memoria grande y ancho de banda, como análisis de big data, virtualización, computación en la nube y cargas de trabajo de inteligencia artificial. Funcionamiento Utiliza el socket SP3 y está fabricado en el proceso de fabricación de 14 nm FinFET de GlobalFoundries. La serie EPYC 7001 presenta un diseño de chip multi-die, con hasta cuatro die de CPU en un solo paquete.
EPYC 7002 Series (Rome):
Características : Introducida en 2019, esta serie representa una mejora significativa sobre la generación anterior. Utiliza la microarquitectura "Zen 2" de AMD, que ofrece mejoras en rendimiento, eficiencia energética y densidad de núcleos. Los procesadores EPYC 7002 pueden ofrecer hasta 64 núcleos físicos y 128 hilos. Alcance : Dirigida a aplicaciones de servidores que requieren un rendimiento extremadamente alto, como computación de alto rendimiento (HPC), análisis de datos a gran escala, inteligencia artificial y aprendizaje automático. Funcionamiento
Utiliza el mismo socket SP3 que la serie anterior, lo que permite una actualización sin problemas para los clientes que ya utilizan plataformas EPYC 7001. Además, los procesadores EPYC 7002 ofrecen soporte para PCIe 4.0, lo que permite un ancho de banda de E/S más rápido.
EPYC 7003 Series (Milan):
Características : Lanzada en 2021, esta serie representa la tercera generación de procesadores EPYC de AMD. Utiliza la microarquitectura "Zen 3", que ofrece mejoras adicionales en rendimiento y eficiencia energética. Los procesadores EPYC 7003 pueden ofrecer hasta 64 núcleos físicos y 128 hilos, al igual que la generación anterior. Alcance : Está diseñada para aplicaciones de servidores que requieren un rendimiento excepcional en cargas de trabajo empresariales, científicas y de computación en la nube. Funcionamiento : Continúa utilizando el mismo socket SP3, lo que permite una actualización sencilla para los clientes existentes. Además, los procesadores EPYC 7003 ofrecen mejoras en la latencia y el ancho de banda de la memoria, lo que mejora aún más su rendimiento en aplicaciones exigentes. Threadripper Los procesadores AMD Threadripper son parte de la línea de productos de alto rendimiento diseñados específicamente para entornos que demandan un gran poder de procesamiento, como la creación de contenido multimedia, la edición de video, la renderización 3D y el gaming de gama alta. Aquí tienes una descripción detallada: Características:
- Núcleos y Hilos: Los procesadores Threadripper ofrecen un gran número de núcleos y hilos de ejecución, lo que permite realizar múltiples tareas de manera eficiente.
- Arquitectura Zen: Estos procesadores están basados en la arquitectura Zen de AMD, que proporciona un equilibrio entre rendimiento y eficiencia energética.
- Cache L3 Amplia: Cuentan con una generosa cantidad de caché L3, lo que mejora el rendimiento en tareas que requieren acceso rápido a datos.
Athlon XP:
Lanzado en el 2001, el Athlon XP llevó el rendimiento a un nivel superior. Utilizando la arquitectura mejorada K7, el Athlon XP introdujo la tecnología "Performance Rating" (clasificación de rendimiento) que lo diferenciaba de los procesadores Intel de la época. Esto permitía a los consumidores identificar fácilmente el rendimiento relativo del procesador. Con frecuencias de reloj de hasta 2.2 GHz, el Athlon XP fue una opción popular entre los entusiastas de la informática.
Athlon 64:
En el 2003, AMD dio un paso significativo con la introducción del Athlon 64, el primer procesador de 64 bits para computadoras personales. Basado en la arquitectura K8, el Athlon 64 no solo ofrecía un rendimiento sólido en aplicaciones de 32 bits, sino que también era capaz de ejecutar software diseñado específicamente para sistemas operativos y aplicaciones de 64 bits. Esto lo convirtió en una opción atractiva para usuarios que requerían un mayor rendimiento y capacidad de memoria.
Athlon X2:
Lanzado en el 2007, el Athlon X2 fue una versión de doble núcleo del popular Athlon 64. Esta línea de procesadores ofrecía un rendimiento aún mayor al permitir que la CPU maneje múltiples tareas de manera más eficiente. Con dos núcleos físicos en un solo chip, el Athlon X2 fue especialmente popular entre los usuarios que realizaban tareas multitarea intensivas, como la edición de video y juegos.
Athlon II:
Introducido en el 2009, el Athlon II continuó la tradición de ofrecer un rendimiento sólido a un precio asequible. Basado en la arquitectura K10 de AMD, el Athlon II estaba disponible en variantes de uno, dos y cuatro núcleos, lo que permitía a los usuarios elegir el nivel de rendimiento que mejor se adaptara a sus necesidades. Con velocidades de reloj de hasta 3. GHz, el Athlon II fue una opción popular para computadoras de presupuesto y sistemas de escritorio de uso general. https://www.amd.com/es.html
ELABORA UN ESQUEMA SOBRE LOS DIVERSOS COMPONENTES DE LA
COMPUTADORA
Dispositivo de almacenamiento secundario: E s un espacio de almacenamiento que el usuario puede usar para guardar o eliminar aquello que desee.
Elementos del hardware externo
Contiene componentes externos del ordenador e incluye los dispositivos de entrada, los de salida y los periféricos , como el mouse, teclado, el monitor y otros.
Software de un ordenador
Son todos aquellos programas que permiten al ordenador funcionar y pueden ser de dos tipos.
Software de sistema
Contiene todos los programas que vienen previamente instalados en un ordenador o computadora y que sirven como soporte básico de funcionamiento, es decir, que básicamente incluyen al sistema operativo, limpiadores de disco, desfragmentadores, antivirus, controladores gráficos, programas de cifrado y similares. Estos no pueden o no deben ser desinstalados , ya que podría afectar el funcionamiento del ordenador.
Software de aplicación
Son todos aquellos programas que el usuario añade para optimizar las tareas que desea realizar con el ordenador o computadora e incluyen, por ejemplo, procesadores de palabras, hojas de cálculo y similares. Este tipo de programas pueden ser instalados y desinstalados por el usuario sin que esto afecte el funcionamiento básico del ordenador, a diferencia de aquellos que componen el software del sistema.