Arquitectura Del Computador

EVOLUCIÓN DE LA ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

Cuando se hace referencia a la evolución de la arquitectura del computador, se engloba a la cronología con la cual estos sistemas se han venido desarrollando con el tiempo, tomando en cuenta las grandes y significativas pautas que marcaron, en esta oportunidad se describirán ciertas características importantes como resumen de su evolución:

Primera Generación(1938-1958):Con la aparición de los primeros computadores analógicos y discretos electromecánicos en 1938 y 1939, y posteriormente electrónicos en 1946, se marca el inicio de la primera generación de computadores

• Empezó con el ENIAC y UNIVAC I.

• Eran enormes y caros de mantener.

• El componente electrónico principal son las Válvulas de Vacío.

• Ejercían 1.000 instrucciones por segundo y tenían una capacidad de memoria hasta de 20.000 posiciones.

• Fueron utilizadas en el campo científico y militar.

• Se construyó el UNIVAC II, equipado con una memoria de núcleos magnéticos de ferrita.

Segunda Generación(1958-1963): El primer computador digital transistorizado, el Tradic (Transistorized Digital Computer) fue construido por los laboratorios Bell en 1954, el cual hizo uso de las memorias de núcleo de ferrita y corrientes coincidentes.

• Se reemplazaron las válvulas de vacíos por transistores que eran mucho más pequeños que una válvula.

• Se caracterizó por lograr una sustancial reducción de consumo de energía y del volumen ocupado por las máquinas.

• Aumenta la fiabilidad y la velocidad de cálculos de las instalaciones (que alcanzó en esta generación 1.000.000 de instrucciones por segundo).

• Los progresos del sistema lógico de los ordenadores dieron paso asimismo a la aparición de los primeros sistemas operativos.

• La reducción del tamaño de los componentes principales del ordenador dio inicio a la construcción en serie de los ordenadores que entraron a formar parte del mundo de los negocios.

Tercera Generación(1964-1970):Con la aparición de los circuitos integrados de pequeña escala (SSI,Small-Scale Integration) y su posterior utilización se marca el inicio de la tercera generación de computadoras. La multiprogramación se introduce como una forma de permitir la ejecución simultánea de varios programas intercalados en las operaciones de E/S.

• Los transistores experimentaron una creciente miniaturización.

• Los transistores se juntaron y formaron una sola pastilla de silicio, también llamada Chip, surgieron circuitos integrados.

• La miniaturización de los componentes y el uso de los circuitos integrados, posibilitaron obtener ordenadores más rápidos, asequibles, potentes y de menor tamaño.

• El primer fruto de esta tecnología fueron los microprocesadores.

• El segundo gran fruto fue la aparición de memorias internas volátiles RAM (o memorias de acceso aleatorio).

Cuarta Generación (1971-1983):Los computadores de la presente generación comenzaron haciendo uso de tecnología LSI (Large-Scale Integration) y con los avances en el desarrollo de circuitos integrados de alta densidad hoy en día hacen uso de circuitos VLSI (Very Large-Scale Integration). Los lenguajes de programación se han expandido para manejar y expresar diferentes estructuras y conceptos temporales y espaciales.

• En un Chip se integraban la unidad aritmética lógica, la unidad de control y los registros.

• Se terminó la fabricación de microprocesadores.

• Se redujo el costo.

• El microprocesador se instaló en calculadoras de bolsillo, automóviles, equipos de música, aviones.

• Empezaron a aparecer los primeros superordenadores equipados con muchos microprocesadores y capaces de desarrollar velocidades de cálculos de hasta 100.000.000 de operaciones por segundo.

Quinta Generación (1984-Actualidad):

• Está constituido por ordenadores relacionados con la Inteligencia artificial.

• El desarrollo de ordenadores inteligentes.

• Redes Neuronales y la Robótica.

MODELO DE LA ARQUITECTURA SEGÚN:

a.-) Neumann:

Según Neumann comenta que la arquitectura, tradicionalmente los sistemas con microprocesadores se basan en esta arquitectura, en la cual la unidad central de proceso (CPU), está conectada a una memoria principal única (casi siempre sólo RAM) donde se guardan las instrucciones del programa y los datos. A dicha memoria se accede a través de un sistema de buses único (control, direcciones y datos).

b.-) Harvard:

Esta teoría se enfatiza en 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), los otros sólo almacenos 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.

DEFINICIÓN DE ARQUITECTURA SEGÚN:

a.-) Hénnessy y Pátterson.

Ellos definen la arquitectura como “la interface entre el software de bajo nivel y el Hardware, indicando que esta interfaz es la que posibilita implementaciones de diversos rendimiento en las que corre software idéntico. La arquitectura debe contener todo lo que los programadores necesitan conocer para que el programa SW (Lenguaje Máquina) funcione correctamente. Argumentan a su vez que todos los lenguajes máquina son parecidos. Esto se debe a que la mayoría de los computadores se construyen con tecnologías basadas en los mismos principios básicos, y a que deben ser pocas las operaciones que debe suministrar el computador.

b.-) Bell y Newell.

Desde un punto de vista conceptual ellos la definen como “los atributos del computador que puede ver el programador de lenguaje máquina”, es decir, que son las características que posee un equipo de computador, que son visibles y entendibles por las personas que manipular el lenguaje de programación que funciona en ese equipo.

c.- Otros Autores (Baron y Higbie):

“Es el diseño de computadores incluyendo su conjunto de instrucciones, sus componentes hardware y su organización de sistema. Existen dos partes esenciales en la arquitectura de computadores: la arquitectura del conjunto de instrucciones (ACI) y la arquitectura del sistema hardware (ASH)”:

DISPOSITIVOS LÓGICOS MICROPROGRAMABLES

Están denominados como aquellas partes de un sistema electrónico digital

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