Modelos De Arquitecturas

1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.

1.1.1.- Arquitecturas Clásicas.

Estas arquitecturas se desarrollaron en las primeras computadoras electromecánicas y de tubos de vacío. Aun son usadas en procesadores empotrados de gama baja y son la base de la mayoría de las arquitecturas modernas.

Arquitectura Mauchly-Eckert (Von Newman)

La principal desventaja de esta arquitectura, es que el bus de datos y direcciones único se convierte en un cuello de botella por el cual debe pasar toda la información que se lee de o se escribe a la memoria, obligando a que todos los accesos a esta sean secuenciales. Esto limita el grado de paralelismo (acciones que se pueden realizar al mismo tiempo) y por lo tanto, el desempeño de la computadora. Este efecto se conoce como el cuello de botella de Von Newman.

Los elementos principales de un computador son: La unidad de procesamiento central (CPU), la memoria principal, el subsistema de entrada y salida y algunos medios de interconexión de todos estos componentes. La CPU, por su parte consta de una unidad de control, una unidad aritmético-lógica (ALU), registros internos e interconexiones.

1.1.2.- Arquitecturas Segmentadas.

Las arquitecturas segmentadas o con segmentación del cauce buscan mejorar el desempeño realizando paralelamente varias etapas del ciclo de instrucción al mismo tiempo.

El procesador se divide en varias unidades funcionales independientes y se dividen entre ellas el procesamiento de las instrucciones.

* Segmentación o Entubamiento: Consiste en dedicar unidades específicas del procesador a cada una de las partes del ciclo de instrucción y ejecutarlas paralelamente.

* Segmentación del Cause: La unidad de control se subdivide en dos o más funcionales, cada encargada de llevar a cabo una parte del ciclo de instrucción.

* Segmentación del Cause (2): La mejora en el rendimiento no es proporcional al número de segmentos en el cauce debido a que cada etapa no toma el mismo tiempo en realizarse, además de que se puede presentar competencia por el uso de algunos recursos como la memoria principal.

1.1.3.- Arquitecturas de Multiprocesamiento.

Cuando se desea incrementar el desempeño más allá de lo que permite la técnica de segmentación del cauce (limite teórico de una instrucción por ciclo de reloj), se requiere utilizar más de un procesador para la ejecución del programa de aplicación.

Los Procesadores vectoriales son computadoras pensadas para aplicar un mismo algoritmo numérico a una serie de datos matriciales, en especial en la simulación de sistemas físicos 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

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