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Este ensayo académico explora los modelos de arquitecturas de cómputo, desde los modelos clásicos como von neumann y harvard hasta las arquitecturas segmentadas y de multiprocesamiento. Se analizan las ventajas y desventajas de cada modelo, así como su impacto en el desarrollo de las computadoras modernas.
Tipo: Apuntes
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Un computador o computadora es una máquina calculadora electrónica rápida que acepta como entrada información digitalizada, la procesa de acuerdo con una lista de instrucciones almacenada internamente y produce la información de salida resultante. A la lista de instrucciones se le conoce como programa y el medio de almacenamiento interno memoria del computador. La computadora se conforma por dos elementos principales: hardware y software. El hardware se refiere a la parte física de la computadora: teclado, gabinete, circuitos, cables, discos duros, impresoras, monitores, etc. El funcionamiento del harware depende del software que son los programas. El software son conjuntos de programas que realizan una tarea específica. La arquitectura de computadoras se refiere al diseño conceptual y la estructura operativa fundamental de un sistema de cómputo. En ella, se definen como los componentes de hardware y software interactúan para realizar tareas específicas. Es decir, la arquitectura de computadoras define cómo se organiza y comunica todo dentro de una computadora para realizar tareas de manera eficiente. La arquitectura de computadores incluye los siguientes aspectos:
toda la información que se lee o se Scribe a la memoria, obligando a que todos los accesos a esta sean secuenciales. Esto limita el grado de paralelismo y por lo tanto, el desempeño de la computadora. Este efecto se conoce como el cuello de botella de Von Newman.
Se denomina multiprocesador a un computador que cuenta con dos o más microprocesadores (CPUs). El multiprocesador puede ejecutar simultáneamente varios hilos pertenecientes a un mismo proceso o bien a procesos diferentes. La arquitectura multiproceso es un tipo de arquitectura de computadora que permite la ejecución somultánea de múltiples tareas en un dispositivo. Esto se logra utilizando varios núcleos en un mismo procesador, lo que permite una mayor velocidad de procesamiento y una mauor eficiencia energética. En términos simples, permite que diferentes núcleos en un procesador realicen tareas independientes al mismo tiempo. Los CPU de multiprocesamiento según Flynn se clasifican de la siguiente manera: