Arquitectura De Computadoras (introduccion)

LA ARQUITECTURA DE COMPUTADORA ES UN CAMPO DE EVOLUCION:

• BULBOS ELECTRO, TRANS, CI, VLSI…

• CADA AÑO SE DUPLICA:

• CANTIDAD DE MEMORIA

• VELOCIDAD DEL PROCESADOR

SE ANALIZA ASPECTOS FUNDAMENTALES DEL FUNCIONAMIENTO DE LAS COMPUTADORAS.

• SU RENDIMIENTO.

PORQUE ESTUDIARLA:

• SON ELEMENTOS BÁSICOS DE CIENCIA E INGENIERIA.

• PARA ESCRIBIR SOFTWARE EFICIENTEMENTE.

• PARA TOMAR DECISIONES EN SU COMPRA.

ARQUITECTURA = CONJUNTO DE INSTRUCCIONES + LA ORGANIZACIÓN DE COMPUTADORAS

LOS PROCESADORES PROGRAMABLES REALIZAN OPERACIONES COMPLEJAS POR MEDIO DE UNA SECUENCIA DE OPERACIONES ELEMENTALES DENOMINADAS CONJUNTO DE INSTRUCCIONES IS (INSTRUCTION) SET Y CODIFICADAS POR MEDIO DE COMANDOS QUE SE AGRUPAN EN PROGRAMAS PARA IMPLEMENTAR CUALQUIER ALGORITMO.

EL PROCESO DE DISEÑO DE PROCESADORES REPRESENTA UN ALTO GRADO DE COMPLEJIDAD DEBIDO A LA INTERACCIÓN HARDWARE-SOFTWARE REQUERIDA PARA DISEÑAR UN PROCESADOR OPTIMO.

JERARQUIA Y ABSTRACCION

LA JERARQUIA SE CARACTERIZA POR DOS CONCEPTOS:

LA ARQUITECTURA Y LA ORGANIZACION.

LA ARQUITECTURA ESTABLECE UN NIVEL JERARQUICO DE INTERFAZ.

EN EL CUAL EL DISEÑADOR (HARDWARE) Y EL PROGRAMADOR(SOFTWARE) PERCIBEN EL MISMO SISTEMA, Y LA ORGANIZACION ESTABLECE UN NIVEL JERARQUICO CENTRADO EN LA ESTRUCTURA HARDWARE DEL SISTEMA.

AL CONJUNTO DE INSTRUCCIONES (IS), LA ARQUITECTURA LA DEFINE Y LA ORGANIZACIÓN LA IMPLEMENTA.

ESTOS DOS CONCEPTOS ESTAN INTIMAMENTE RELACIONADOS ESTABLECIENDO LA ARQUITECTURA DEL CONJUNTO DE INSTRUCCIONES (ISA: INSTRUCTION SET ARCHITECTURE) QUE SE REFIERE A LOS ATRIBUTOS QUE TIENEN UN IMPACTO DIRECTO EN LA EJECUCION LOGICA DE UN PROGRAMA (VISIBLES AL PROGRAMADOR) Y LA ORGANIZACION DEL CONJUNTO INSTRUCCIONES (ISO:INSTRUCTION SET ORGANIZATION) QUE SE REFIERE A LOS ATRIBUTOS FUNCIONALES Y SUS INTERCONEXIONES TRANSPARENTES AL PROGRAMADOR LOS CUALES MATERIALIZAN ESPECIIFCACIONES ARQUITECTONICAS.

PARA CONTRARESTAR LA COMPLEJIDAD DEL DISEÑO DEL HARDWARE DEL PROCESADOR, SE UTILIZA COMO METODOLOGIA:

EL DISEÑO CON TRANSFERENCIA ENTRE REGISTROS (RTD), ORIENTADA HACIA LA IMPLEMENTACION DE ALGORITMOS EN HARDWARE.

ARQUITECTURA DEL CONJUNTO DE INSTRUCCIONES:

ABSTRACCION DE LA ARQUITECTURA

DESCRIBE EL COMPORTAMIENTO DE LA PARTE DE UNA COMPUTADORA QUE ES VISIBLE AL PROGRAMADOR-USUARIO.

EJEMPLO:

• CONJUNTO DE INSTRUCCIONES

• REGISTRO DE PROPOSITO GENERAL

• ORGANIZACIÓN DE LAS MEMORIAS

• MANEJO DE INTERRUPCCIONES

• INTERFASE ENTRE EL HARDWARE Y EL SOFTWARE DE BAJO NIVEL.

• FORMATO DE INSTRUCCIONES

• TIPOS DE DATOS

• MODOS DE DIRECCIONAMIENTO

VENTAJAS:

DIFERENTES IMPLEMENTACIONES DE LA MISMA RQUITECTURA

DEVENTAJA:

PUEDE LIMITAR LA INTRODUCCION DE INNOVACIONES

EJEMPLO:

80X86, PENTIUM, POWER PC, DEC ALPHA, MIPS, SPARC, HP

ISA= JUEGO SW ARQUITECTURA DE INSTRUCCIONES.

ORGANIZACIÓN DE COMPUTADORAS

• DESCRIBE LA ESTRUCTURA ORGANIZACIONAL DE UNA COMPUTADORA, NORMALMENTE ESTA ESTRUCTURA NO ES VISIBLE AL PROGRAMADOR/USUARIO.

• EJEMPLO:

• FRECUENCIA DE RELOJ

• TAMAÑO DE LA MEMORIA FISICA

• ESTRUCTURA DEL PIPELINE

• MEMORIAS CACHE

• BUFFERS DE DATOS.

ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS EN EL TIEMPO:

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