Componentes Básicos de las Arquitecturas

CPU (por el acrónimo en inglés de central processing unit) : La unidad central de proceso es el corazón del computador. Controla el flujo de datos, los procesa, y gobierna el secuenciamiento de las acciones en todo el sistema. Para ello necesita un oscilador externo o reloj que sincroniza las operaciones y marca la velocidad de proceso, este va  marcando la evolución del CPU y mide su velocidad de funcionamiento; en forma no afortunada la frecuencia del reloj del CPU viene limitada por la tecnología del CPU y del computador completo ya dependiendo de los periféricos, sus tarjetas graficas, memorias, etc. Por lo tanto, el uso excesivo de los recursos que tenga la computadora puede resultar un sobrecalentamiento que deteriore parcial o totalmente la CPU.[1]

• Memoria:es la responsable del almacenamiento de datos.
• Entrada/Salida:transfiere datos entre el entorno exterior y el computador. En él se encuentran los controladores de periféricos que forman la interfaz entre los periféricos, la memoria y el procesador.
• Sistema de interconexión: Buses; es el mecanismo que permite el flujo de datos entre la CPU, la memoria y los módulos de entrada/salida. Aquí se propagan las señales eléctricas que son interpretadas como unos y ceros lógicos.
• Periféricos:estos dispositivos son los que permiten la entrada de datos al computador, y la salida de información una vez procesada. Un grupo de periféricos puede entenderse como un conjunto de transductores entre la información física externa y la información binaria interpretable por el computador. Ejemplos de estos dispositivos son el teclado, el monitor, el ratón, el disco duro y las tarjetas de red.[2]

Referencias:

[1]Rodriguez Soriano Luis H, Universidad Veracruzana,2010, información recuperada el día 05/02/2018 de https://sites.google.com/site/computadorasarquitectura/home/unidad1

[2]Beck , marzo/2012, información recuperada el día 05/02/2018 de http://berenicebeck.blogspot.mx/2012/03/analisis-de-componentes.html

En caso de hacer uso de la información proporcionada en este blog, citar como sigue:

Autores: Edwin Hiram Peña Peña,AlineMichelle Candelario Luna

Peña Peña E.H., Candelario Luna A.M.,  Arquitectura de Computadoras. ITSOEH, Hgo. 01 de Febrero de 2018 

Arquitecturas Segmentadas y multiprocesamiento

Consiste en la segmentación del procesador, a lo que llamamos "pipe-line", descomponiéndolo en etapas para poder procesar una instrucción diferente en cada una de ellas y trabajar con varias a la vez. La arquitectura en pipeline(basada en filtros) consiste en ir transformando un flujo de datos en un proceso comprendido por varias fases secuenciales, siendo la entrada de cada una la salida. En la actualidad la segmentación es una de las tecnologías utilizadas para hacer procesadores más rápidos.[1]

Otra aportación frecuente que aumenta el rendimiento del computador es el fomento del paralelismo implícito, que consiste en la segmentación del procesador (pipe-line), descomponiéndolo en etapas para poder procesar una instrucción diferente en cada una de ellas y trabajar con varias a la vez.

Multiprocesamiento

La técnica de multiprocesamiento consiste en hacer funcionar varios procesadores en forma paralela para obtener un poder de cálculo mayor que el obtenido al usar un procesador de alta tecnología o al aumentar la disponibilidad del sistema (en el caso de fallas del procesador).[2]

Un multiprocesador puede verse como un computador paralelo compuesto por varios procesadores interconectados que comparten un mismo sistema de memoria.
Los sistemas multiprocesadores son arquitecturas MIMD con memoria compartida. Tienen un único espacio de direcciones para todos los procesadores y los mecanismos de comunicación se basan en el paso de mensajes desde el punto de vista del programador.[3]

Referencias:

[1]Jimenez, J. (2013). Arquitectura de computadoras Segmentadas. Prezi. Recuperado de https://prezi.com/-gatekoi_iha/arquitectura-de-computadoras-segmentadas/

[2]Rodriguez Soriano Luis H, Universidad Veracruzana,2010, información recuperada el día 05/02/2018 de https://sites.google.com/site/computadorasarquitectura/home/unidad1

[3]Beck , marzo/2012, información recuperada el día 05/02/2018 de http://berenicebeck.blogspot.mx/2012/03/analisis-de-componentes.html

En caso de hacer uso de la información proporcionada en este blog, citar como sigue:

Autores: Edwin Hiram Peña Peña,AlineMichelle Candelario Luna

Peña Peña E.H., Candelario Luna A.M.,  Arquitectura de Computadoras. ITSOEH, Hgo. 01 de Febrero de 2018 

Arquitecturas Clásicas

Modelo Von Neumann

Este modelo define la computadora como cuatro subsistemas: memoria, unidad lógica aritmética, unidad de control y entrada/salida.

La memoria es el área de almacenamiento, donde los programas y los datos se almacenan . Unidad Lógica Aritmética Unidad de Control Memoria Computadora Programa Datos de Entrada Datos de Salida 21 durante el procesamiento. La Unidad Lógica Aritmética (ALU: arithmetic logic unit) es donde el cálculo aritmético y las operaciones lógicas toman lugar. La Unidad de Control determina las operaciones de la memoria, de la ALU y del subsistema de entrada/salida

Es oportuno señalar que un programa en el modelo de Von Neumann se conforma de un número finito de instrucciones. La unidad de control trae una instrucción de la memoria, la interpreta y luego la ejecuta. Una instrucción puede requerir que la unidad de control salte a algunas instrucciones previas o anteriores. [1]

Modelo Harvard

Este modelo, 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.[2]

Ventajas de esta arquitectura:

* El tamaño de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos, y por lo tanto puede ser
optimizado para que cualquier instrucción ocupe una sola posición de memoria de programa,
logrando así mayor velocidad y menor longitud de programa.

* El tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con el de los datos, logrando una
mayor velocidad en cada operación[2].



Referencias:
[1]Vazquez, J. B.(2012) Arquitectura de computadoras I. Mexico: RED TERCER MILENIO S.C.
[2] Hamacher, C., & Vranesic, Z. (2011). Computer organisation. New Delhi: Tata Mcgraw Hill Education Private Ltd.

En caso de hacer uso de la información proporcionada en este blog, citar como sigue:

Autores: Edwin Hiram Peña Peña,AlineMichelle Candelario Luna

Peña Peña E.H., Candelario Luna A.M.,  Arquitectura de Computadoras. ITSOEH, Hgo. 01 de Febrero de 2018 

Arquitectura de computadoras

Lo que se denomina hardware de computadores consiste en circuitos electrónicos, visualizadores, medios de almacenamiento magnéticos y ópticos, equipos electromecánicos y dispositivos de comunicación. Por lo que la arquitectura de computadoras abarca la especificación del repertorio de instrucciones y las unidades hardware que implementan las instrucciones. [1]

 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.

Hardware

El hardware se refiere a la parte física de la computadora: teclado, gabinete, circuitos, cables, discos duros, impresoras, monitores, etc. El funcionamiento del hardware depende del software (programas).[3].

CPU

"Es un conjunto de transistores conectados entre ellos por cables, y ordenados de manera que forman puertas lógicas, y poder así, hacer operaciones de toda clase"

 Función:
            Se encarga del control y el procesamiento de datos en todo el ordenador. Para esta tarea es necesario que le ayuden otros elementos capaces de realizar funciones específicas y así liberar de trabajo costoso y difícil al microprocesador.

·         Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Lleva a cabo las funciones de procesamiento de datos.

·         Unidades Funcionales: se encargan de operaciones matemáticas específicas, y así sacan y facilitan el trabajo al microprocesador. (sumas, multiplicaciones, dividir por números enteros, etc.)

·         Registros: Almacenan datos durante cierto tiempo, dentro la CPU.
etc.

Dispositivos de Entrada

El dispositivo de entrada se define como la parte del hardware que permite al usuario introducir información a la computadora. Por ejemplo: teclado, ratón, lector óptico, escáner, guantes (para realidad virtual), cámaras digitales de video, etc.[2]

Dispositivos de Salida

Es la parte que permite a la computadora comunicarse con el usuario. Ejemplos: monitor, graficador, bocinas, impresora, etc.[2]

Existen algunos tipos de hardware que pueden actuar tanto como dispositivos de entrada como de salida. Un ejemplo es la pantalla sensible al tacto, un tipo e monitor que muestra texto o íconos, los cuales pueden tocarse. 

Software

En tanto que software, Villarreal  lo define como el conjunto de instrucciones que dirigen al hardware. Asimismo, dice que es un conjunto de instrucciones que realizan una tarea específica denominada programa. [3]

Enlaces de interés:

https://sites.google.com/site/computadorasarquitectura/home/unidad1

www.aliat.org.mx/BibliotecasDigitales/sistemas/Arquitectura_computadoras_I.pdf

mmc.geofisica.unam.mx/acl/.../ArquitecturaDeComputadoras/Arquitectura01.pdf

arquitecturadecompu.blogspot.com/2012/03/arquitectura-de-computadoras.html

Referencias

[1] Hamacher, C., & Vranesic, Z. (2011). Computer organisation. New Delhi: Tata Mcgraw Hill Education Private Ltd.

[2]Vazquez, J. B.(2012) Arquitectura de computadoras I. Mexico: RED TERCER MILENIO S.C.

[3]Villareal de Anaya, S. (1999). Introducción a la computación. Mexico: McGraw-Hill.

En caso de hacer uso de la información proporcionada en este blog, citar como sigue:

Autores: Edwin Hiram Peña Peña,AlineMichelle Candelario Luna

Peña Peña E.H., Candelario Luna A.M.,  Arquitectura de Computadoras. ITSOEH, Hgo. 01 de Febrero de 2018