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explica los componentes en los equipos de computo
Tipo: Ejercicios
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El concepto de la arquitectura de las computadoras consiste en un conjunto de técnicas que permiten construir máquinas lógicas generales programables en forma práctica. Se puede decir que la arquitectura es la visión funcional (el conjunto de recursos que “ve” el programador), mientras que la organización es la forma en que se construye una cierta arquitectura en base a circuitos lógico. En esta investigación veremos cuáles son los modelos de las computadoras. A continuación, se mencionarán unas de las arquitecturas, para empezar esta la Arquitectura de von Neumman: normalmente los sistemas con microprocesadores se basan en esta arquitectura, en la cual la unidad central de proceso, está conectada a una memoria principal única donde se guardan las instrucciones del programa y los datos, la Arquitectura Harvard consiste en: que son utilizados por los Microcontroladores PIC, tiene la unidad central de proceso conectada a dos memorias por medio de dos buses diferentes, la Arquitectura Vectorial consiste en el encadenamiento que aumenta la velocidad de proceso, pero aún se puede mejorar añadiendo técnicas como el supersescalado, la Arquitectura Pipe-Line se aplica en dos lugares de la máquina, en la CPU y en la UAL, la Arquitecturas de Multiprocesamiento se utiliza cuando se desea incrementar el desempeño más allá de lo que permite la técnica de segmentación del cauce, se requiere utilizar más de un procesador para la ejecución del programa de aplicación, la Arquitectura segmentada o con segmentación del cauce buscan mejorar el desempeño realizando paralelamente varias etapas del ciclo de instrucción al mismo tiempo.
Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes:
Este modelo, que utilizan los Microcontroladores PIC, tiene la unidad central de proceso (CPU) conectada a dos memorias (una con las instrucciones y otra con los datos) por medio de dos buses diferentes. Una de las memorias contiene solamente las instrucciones del programa (Memoria de Programa), y la otra sólo almacena datos (Memoria de Datos). Ambos buses son totalmente independientes lo que permite que la CPU pueda acceder de forma independiente y simultánea a la memoria de datos y a la de instrucciones. Como los buses son independientes estos pueden tener distintos contenidos en la misma dirección y también distinta longitud. También la longitud de los datos y las instrucciones puede ser distinta, lo que optimiza el uso de la memoria en general. Para un procesador de Set de Instrucciones Reducido, o RISC (Reduced Instrucción Set Computer), el set de instrucciones y el bus de memoria de programa pueden diseñarse de tal manera que todas las instrucciones tengan una sola posición de memoria de programa de longitud. Además, al ser los buses independientes, la CPU puede acceder a los datos para completar la ejecución de una instrucción, y al mismo tiempo leer la siguiente instrucción a ejecutar.
El encadenamiento aumenta la velocidad de proceso, pero aún se puede mejorar añadiendo técnicas como el supersescalado. Esta técnica permite hacer paralelas las mismas etapas sobre instrucciones diferentes. Un procesador superescalar puede ejecutar más de una instrucción a la vez. Para esto es necesario que existan varias unidades aritmético-lógicas, de punto flotante y de control. El proceso que sigue el micro es transparente al programa, aunque el compilador puede ayudar analizando el código y generando un flujo de instrucciones optimizado. Veamos cómo se ejecutarían las instrucciones en un procesador superescalar de que tiene duplicadas las subunidades que lo componen. Aunque esto mejora la velocidad global del sistema, los conflictos de datos crecen. Si antes las instrucciones se encontraban muy próximas, ahora se ejecutan simultáneamente. Esto hace necesario un chequeo dinámico para detectar y resolver los posibles conflictos.
La arquitectura pipe-line se aplica en dos lugares de la máquina, en la CPU y en la UAL. Veamos en que consiste el pipe-line y tratemos de entender porque el pipe-line mejora el rendimiento de todo el sistema. Veamos una CPU no organizada en pipe-line:
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 sobre 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.
Las arquitecturas segmentadas o con segmentación del cauce buscan mejorar el desempeño realizando paralelamente varias etapas del ciclo de instrucción al mismo tiempo. Generalidades: Un ciclo de instrucción (también llamado ciclo de fetch-and-execute o ciclo de fetch- decode-execute en inglés) es el período que tarda la unidad central de proceso (CPU) en ejecutar una instrucción de lenguaje máquina. Comprende una secuencia de acciones determinada que debe llevar a cabo la CPU para ejecutar cada instrucción en un programa. Cada instrucción del juego de instrucciones de una CPU puede requerir diferente número de ciclos de instrucción para su ejecución. Un ciclo de instrucción está formado por uno o más ciclos máquina.
En conclusión, podemos decir que la arquitectura de un computador determina el rendimiento de este, sus capacidades y hasta donde podrá llegar. La arquitectura tiene diferentes significados en los distintos campos que existen. Cuando se habla de arquitectura de ordenadores, suele referirse a la lógica de un dispositivo informático. También se referirse a los principios fundamentales que guían el diseño de los procesadores, sus unidades y los métodos de funcionamiento. Ya que se trata de un conjunto de principios que describen cómo se pueden describir las características del hardware del ordenador y cómo interactúan entre sí para mejorar el rendimiento de este y que sea mucho mejor para utilizarlo.
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