Modelos De Arquitecturas

1.1.1 ARQUITECTURAS CLÁSICAS.

Las arquitecturas clásicas fueron las primeras en desarrollarse, actualmente se usan en procesadores de gama baja y son la base de las arquitecturas modernas.

Arquitectura Mauchly-Eckert (Von Newman).

Consiste en una unidad central de proceso que se comunica a través de un solo bus con un banco de memoria en donde se almacenan tanto los códigos de instrucción del programa, como los datos que serán procesados por este.

Diagrama de bloques de la arquitectura Von Newman:

La principal desventaja de esta arquitectura, es que el único bus de datos y direcciones, se convierte en un cuello de botella por el cual debe pasar toda la información que se lee o se escribe a la memoria, obligando a que todos los accesos a esta sean secuenciales, limitando el grado de paralelismo y por lo tanto, el desempeño de la computadora.

En esta arquitectura se asigna un código numérico a cada instrucción. Dichos códigos se almacenan en la misma unidad de memoria que los datos que van a procesarse, para ser ejecutados en el orden en que se encuentran almacenados en memoria. Esto permite cambiar rápidamente la aplicación de la computadora y dio origen a las computadoras de propósito general.

El procesador se subdivide en una unidad de control (C.U.), una unidad lógica aritmética (A.L.U.) y una serie de registros.

Arquitectura Harvard.

Al igual que en la arquitectura Von Newman, el programa se almacena como un código numérico en la memoria, pero no en el mismo espacio de memoria ni en el mismo formato que los datos.

Diagrama de bloques de la arquitectura Harvard:

El hecho de tener un bus separado para el programa y otro para los datos permite que se lea el código de operación previa. Así se evita el problema del cuello de botella y se obtiene un mejor desempeño.

1.1.2 ARQUITECTURAS SEGMENTADAS.

Las arquitecturas segmentadas buscan mejorar el desempeño realizando paralelamente varias etapas del ciclo de instrucción al mismo tiempo. El procesador divide en varias unidades funcionales independientes y se dividen entre ellas el procesamiento de las instrucciones.

Un procesador con segmentación de cauce trabaja con dos etapas, que se asignan a una unidad funcional diferente, la búsqueda a la unidad de búsqueda y la ejecución a la unidad de ejecución. Estas unidades pueden trabajar de forma paralela en instrucciones diferentes. Se comunican por medio de una cola de instrucciones en la que la unidad de búsqueda coloca los códigos de instrucción que leyó para que la unidad de ejecución los tome de la cola y los ejecute.

Comunicación entre las unidades en un procesador con segmentación de cauce.

1.1.3 ARQUITECTURAS DE MULTIPROCESAMIENTO

Las CPU de multiprocesamiento se clasifican de la siguiente manera:

• SISO –(Single Instruction, Single Operand) computadoras independientes.

• SIMO –(Single Instruction, Multiple Operand) procesadores vectoriales.

• MISO –(Multiple Instruction, Single Operand) No implementado.

• MIMO –(Multiple Instrucion, Multiple Operand) sistemas SMP, Clusters.

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, donde los datos son representados como grandes números de datos en forma matricial sobre los que se deben aplicar el mismo algoritmo numérico.

En los sistemas SMP (Simetric Multiprocesors), varios procesadores comparten la misma memoria principal y periféricos I/O, normalmente conectados por un bus común.

Los Clusters son conjuntos de computadoras independientes conectadas en una red local o por bits de interconexión y trabajan cooperativamente para resolver un problema. Es clave en su funcionamiento contar con un sistema operativo y programas de aplicación capaces de distribuir el trabajo entre las computadoras de la red.

1.2.- ANÁLISIS DE LOS COMPONENTES.

1.2.1.-CPU

1.2.1.1.-ARQUITECTURAS

De forma esquemática podemos suponer que un procesador se compone de cinco elementos:

• Memoria

• Unidad Aritmético-Lógica ALU

• Unidad de Control CU

• Bus interno

• Conexiones con el exterior

Puesto que su conocimiento es esencial para la programación en ensamblador, nos detendremos brevemente la descripción de la arquitectura del 8088; además de ser el motor del primer PC, es uno de los primeros ejemplares de una prolífica saga que ha tenido una gran influencia en la informática actual. Además recordemos que incluso los modernos Pentium pueden emular el funcionamiento en modo real de sus ancestros.

1.2.1.2 TIPOS

 CPU 1 mina turbo: reduce el tiempo de espera para la colocación de minas o de los artículos producidos a partir de minas un 25%. Por cada configuración solo se puede utilizar una CPU mina.

 CPU 2 mina turbo: reduce el tiempo de espera para la colocación de minas o de los artículos producidos a partir de minas un 50%. Por cada configuración solo se puede utilizar una CPU mina.

 CPU auto misiles: dispara lo más rápido possible misiles del tipo elegido de forma automática durante un ataque láser propio.

 CPU de camuflaje: proporciona 10 camuflajes que harán tu nave invisible hasta que iniciéis un ataque propio. Aviso: A pesar de los camuflajes en el mini mapa seguiréis siendo visibles para vuestros enemigos. íEstad alerta!

 CPU 3 de ranura: proporciona 6 ranuras adicionales para extras para tu nave. Por cada configuración solo se puede utilizar una CPU de ranura.

 CPU Bomba inteligente: produce de 10 minas y 100 xenomita una bomba instantánea que explota como una mina, pero no causa daños a tu nave. Aviso: Para las bombas se aplican los mismos tiempos de recarga que para las minas.

 CPU Escudo Insta: proporciona protección durante 3 segundos durante ataques enemigos. Usa 10 minas y 100 xenomita cada vez que la seleccionéis. Aviso: El escudo tiene el mismo tiempo de recarga que las minas.

 CPU de potenciador de generadores: potencia automáticamente tus generadores con las mejores materias primas disponibles.

 CPU Ayuda contra objetivo 1: mejora las posibilidades de acertar a una nave y reduce la tasa de disparos perdidos de los misiles de tu nave en un 25%. Usa 10 xenomita por salva.

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