Title: CONCEPTOS BSICOS' EL COMPUTADOR ARQUITECTURA BASE' EVOLUCION HISTORICA
1 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR ARQUITECTURA
BASE. EVOLUCION HISTORICA
2 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR ARQUITECTURA
BASE. EVOLUCION HISTORICA
3 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR ARQUITECTURA
BASE. LOS POSTULADOS DE VON NEUMANN
- POSEER UN MEDIO DE ENTRADA PARA INGRESAR A LA
MAQUINA INSTRUCCIONES Y DATOS. - POSEER UN
MEDIO DE SALIDA PARA ENTREGAR RESULTADOS DESDE LA
MĆQUINA. - POSEER UNA UNIDAD DE ALMACENAMIENTO
PARA ALMACENAR POR SEPARADO DATOS E
INSTRUCCIONES. - POSEER UNA UNIDAD DE CALCULO
TANTO ARITMĆTICAS COMO LĆGICAS, PARA GENERAR LOS
RESULTADOS ESPERADOS. - POSEER UNA UNIDAD DE
CONTROL POR MEDIO DE LA CUAL SE PUEDA PRODUCIR UN
ACCIONAR DE CONTROL SINCRONIZADO DE LAS
ANTERIORES UNIDADES.
4 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. CONTROL POR PROGRAMA
ALMACENADO
B U S
R E G I S T R O S
A L U
MEMORIA PRINCIPAL
INTERFAZ DE ENTRADA
INTERFAZ DE SALIDA
MEMORIA SECUNDARIA
DISPOSITIVOS DE ENTRADA
DISPOSITIVOS DE SALIDA
UNIDAD DE CONTROL
CPU
5 EL COMPUTADOR DIGITAL.
ARQUITECTURA BASE. BUS DE DATOS.
- BUS DE DIRECCIONES
- Contiene la direcciĆ³n de la memoria o el
dispositivo de E/S con el que se desea comunicar
el procesador. Es unidireccional. Puede acceder
hasta 232 posiciones de memoria diferentes.
(TamaƱo del bus entre 16 y 32 bits.)
- BUS DE DATOS
- Sirve para intercambiar datos desde el
procesador hacia las unidades externas. - - Su tamaƱo es entre 8 y 32 bits.
- BUS DE CONTROL
- Transporta los comandos y otras seƱales
necesarias para fundamentalmente sincronizar las
actividades de E/S.
6 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. LA CPU.
- CPU UNIDAD CENTRAL DE PROCESOS
- Es el corazĆ³n del computador. Se efectĆŗan las
operaciones aritmĆ©ticas y lĆ³gicas, las de lectura
y escritura en la memoria y las de control de
entrada y salida de datos. Se compone de - - UNIDAD DE CONTROL
- ULA
- FABRICANTES IMPORTANTES INTEL Y AMD
- TIPOS DE TECNOLOGĆA
- RISC (Reduced InstrucciĆ³n Set Code)
- CISC (Complex InstrucciĆ³n Set Code)
- Los primeros utilizan menos transistores,
consumen menos energĆa y la ejecuciĆ³n de las
instrucciones es mƔs rƔpida que los segundos.
7 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. LA UNIDAD DE CONTROL.
LEE UNA INSTRUCCIĆN RECONOCE SU CĆDIGO DE
OPERACIĆN RECUPERA LOS OPERANDOS O DATOS
NECESARIO ACTIVA LA U-L-A
RESULTADO SE ENVĆA AL DESTINO
DESEADO DETERMINA LA SIGUIENTE INSTRUCCIĆN QUE
DEBE EJECUTARSE ALMACENA EN MEMORIA ESTA
NUEVA INSTRUCCIĆN
NORMALMENTE
UTILIZA LOS SIGUIENTES REGISTROS INSTRUCTION
REGISTER CONTIENE LA INSTRUCCIĆN QUE SE ESTĆ
EJECUTANDO. PROGRAM COUNTER CONTIENE LA
DIRECCIĆN DE LA SIGUIENTE INSTRUCCIĆN A
EJECUTAR. EFFECTIVE ADDRESS REG CONTIENE LA
DIRECCIĆN DE LOS DATOS QUE HAY QUE OBTENER DE
LA MEMORIA.
8 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. LA UNIDAD ARITMĆTICA-LĆGICA.
- REALIZA OPERACIONES TIPO ARITMĆTICO COMO LĆGICAS
- SUMAS Y RESTAS
- - FUNCIONES LĆGICAS AND, OR
9 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. MEMORIA PRINCIPAL.
- MEMORIA RAM (RANDOM ACCESS MEMORY)
- Se conoce como la memoria de trabajo del
computador ( 128Mbytes) - Su acceso es permitido al usuario.
- Su unidad bƔsica es 1 byte (8 bit)
- 1kbyte 1024 bytes 210 bytes
- 1Mbyte 1.048.576 bytes 210210220
bytes
- MEMORIA ROM (READ ONLY MEMORY)
- Memoria de uso exclusivo del procesador
- Su acceso es prohibido al usuario.
- Almacena instrucciones, procedimientos y datos
de control.
- MEMORIA CACHE
- Memoria tipo RAM destinada a acelerar la
ejecuciĆ³n de las instrucciones. - Su unidad bĆ”sica es idĆ©ntica a la RAM.
10 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. MEMORIA SECUNDARIA.
- DISCO DURO (Hard Disk)
- Almacena gran cantidad de informaciĆ³n ( Gbytes)
- Pueden ser fijos o removibles.
- Se comunica con la CPU a travƩs de la RAM.
- DISCO FLEXIBLE (Diskette)
- Se utilizan como respaldo secundarios de los
discos rĆgidos - Almacenamiento de baja capacidad (1,44 Mbytes).
- CINTAS MAGNĆTICAS
- Respaldo alternativo a los discos rĆgidos y
flexibles. - Su velocidad de acceso es baja.
11 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. MEMORIA SECUNDARIA.EL DISCO
DURO
Los discos duros consisten en uno o mƔs discos
metƔlicos cuyas superficies estƔn cubiertas por
Ć³xido magnetizable (ferroso). Los discos estĆ”n
montados en un eje rotatorio que gira a mƔs de
5.000 rpm. Para grabar y leer datos, tienen un
brazo radial que permite que sus cabezas
lecto-grabadoras (una por superficie) alcance
cualquier posiciĆ³n de dichas superficies. Para
escribir, la cabeza se sitĆŗa sobre la celda a
grabar y se hace pasar por ella un pulso de
corriente, lo cual crea un campo magnƩtico en la
superficie. Dependiendo del sentido de la
corriente, asĆ serĆ” la polaridad de la celda.
Para leer, detectarĆ” un campo magnĆ©tico que segĆŗn
se encuentre magnetizada en un sentido u otro,
indicarĆ” si en esa posiciĆ³n hay almacenado un 0 o
un 1.
Brazo mĆ³vil
- ParƔmetros importantes del HD
- Capacidad
- Tiempo de acceso ( 50mseg.)
- Velocidad de transferencia ( 80 MB/seg)
- Velocidad de rotaciĆ³n ( 5.000 rpm)
Discos o platos
Pistas
Cilindro
12 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. DISPOSITIVOS DE ENTRADA.
TECLADO
JOYSTICKS
MOUSE
LECTOR DE BARRAS
SCANNER
WEB CAM
13 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. DISPOSITIVOS DE SALIDA.
MONITOR
GRABADOR DE CD
IMPRESORA
PARLANTES
14 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. OTROS ACCESORIOS.
- TARJETA DE SONIDO
- Mejora el audio en especial para juegos y mĆŗsica.
TARJETA DE VIDEO - Mejora todas aquellas
aplicaciones que tienen un entorno grƔfico
Juegos, videos.
- ACELERADOR GRAFICO
- Acelera la creaciĆ³n de imĆ”genes contenidos
- en videos y juegos.
15 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
ARQUITECTURA BASE. TIPOS DE COMPUTADORES.
- MAINFRAMES (UNISYS, IBM)
- Mayor de 1.000 MIPS
- Gran cantidad de unidades de almacenamientos
secundario. (GBytes) - Sistemas de recuperaciĆ³n y de seguridad
exclusivos - MINICOMPUTADORES (DATA GENERAL, VAX)
- Mayor de 500 MIPS
- Arquitectura con mĆŗltiples procesadores
- ESTACIONES DE TRABAJO (HP, COMPAQ)
- MIPS entre 200 y 350
- Para gestiĆ³n administrativa y operacionales en
organizaciones. - Ambiente de red.
- COMPUTADORES PERSONALES (COMPAQ)
- MIPS mayor de 100
- Bajo costo, diseƱo modular, de buen
rendimiento.
16 EL COMPUTADOR DIGITAL.
ARQUITECTURA BASE. RENDIMIENTO.
RENDIMIENTO Capacidad que tiene un sistema para
realizar un trabajo en funciĆ³n del valor de una
determinada caracterĆstica. En los computadores
el rendimiento dependerĆ” de del tiempo de
ejecuciĆ³n o de respuesta, es decir
en donde tenemos TIEMPO DE PROGRAMA
TIEMPO DE INSTRUCCIĆN
17 EL COMPUTADOR DIGITAL.
ARQUITECTURA BASE. RENDIMIENTO.
CPI No. de ciclos por instrucciĆ³n, que aplicado
a una tarea es igual a su media
aritmƩtica ponderada
Con Fcpu Frecuencia, No. de ciclos de reloj
por seg. Tcpu Periodo, Tiempo que dura un
ciclo (es inverso a la frecuencia)
18 EL COMPUTADOR DIGITAL.
ARQUITECTURA BASE. RENDIMIENTO.
FINALMENTE EL RENDIMIENTO VIENE DADO POR
- DE AQUĆ SE DESPRENDE QUE PARA AUMENTAR EL
RENDIMIENTO DE UN PROGRAMA SE DEBE - - AUMENTAR LA FRECUENCIA DEL PROCESADOR
- DISMINUIR EL No. DE INSTRUCCIONES
- DISMINUIR EL NO. DE CICLOS POR INSTRUCCIĆN
19 EL COMPUTADOR DIGITAL.
ARQUITECTURA BASE. RENDIMIENTO.
OTRA MEDIDA DE RENDIMIENTO VIENE DADA POR MIPS
Millones de instrucciones que ejecuta el
procesador en un seg. MIPS ( No. total de
instrucciones / tiempo tardado en seg. ) x 10-6
( No. de ciclos de reloj Tcpu )
( 1 / Fcpu )
20 EL COMPUTADOR DIGITAL.
ARQUITECTURA BASE. RENDIMIENTO.
EJERCICIOS DE RENDIMIENTO 1.- Se estĆ”
ejecutando un programa en computador funcionando
a 25 MHz, con las instrucciones por tarea
distribuidas de la siguiente manera y con los
ciclos de duraciĆ³n siguientes Se
pide obtener todos los parƔmetros del
rendimiento.
21 EL COMPUTADOR DIGITAL.
ARQUITECTURA BASE. RENDIMIENTO.
SOLUCIĆN EJERCICIO 1 CPI (303 301
402) / (303040) gt CPI 2 Tp (100
2 ) / (25106 Hz) gt
Tp 8 useg. n ( 1 / 8 useg)
gt n 0,125 /
(useg.) MIPS ( ( 25106 Hz ) / ( 2)) 10-6
gt 12,5 MIPS
22 EL COMPUTADOR DIGITAL.
ARQUITECTURA BASE. RENDIMIENTO.
EJERCICIOS DE RENDIMIENTO 2.- Se tiene un
Pentium IV con una frecuencia de trabajo de 2GHz
en el cual, para calcular su rendimiento,
ejecutamos un programa de prueba de 1000
instrucciones con proporciones las indicadas en
la siguiente tabla. Se pide
obtener todos los parƔmetros del rendimiento.
23 1.1.- INTRODUCCION A LA COMPUTACIĆNEL SOFTWARE
24 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
EL SOFTWARE
DEFINICION DE SOFTWARE El Software es un
conjunto de programas, documentos,
procedimientos, y rutinas asociados con la
operaciĆ³n de un sistema basado en un computador.
SOFTWARE DE DESARROLLO
SOFTWARE DE APLICACIĆN
SOFTWARE BĆSICO SISTEMA OPERATIVO
HARDWARE
25 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
SISTEMA OPERATIVO
- SISTEMA OPERATIVO
- Programas bĆ”sicos encargados de la gestiĆ³n y
funcionamiento de los recurso del computador. - Administra los procesos ejecutados por los
usuarios, asignando a cada uno de ellos un
conjunto de recursos tales como Procesador,
Memoria, Unidades de E/S, Servicio de redes,
Internet, etc. - Permite que la interacciĆ³n usuario-maquina, sea
lo mƔs amigable posible, proporcionando la
interfaz bĆ”sica de usuario - LĆneas de Comando
- Sistema de ventanas
- Sistema de archivos y carpetas.
- Aumenta la productividad del hardware del
sistema.
26 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
SOFTWARE DE APLICACIĆN
SOFTWARE DE APLICACIĆN El software para uso
general ofrece la estructura para un gran nĆŗmero
de aplicaciones empresariales, cientĆficas y
personales. El software de hoja de cƔlculo, de
diseƱo asistido por computadoras (CAD), de
procesamiento de texto, de manejo de Bases de
Datos, pertenece a esta categorĆa. La mayorĆa de
software para uso general se vende como paquete
es decir, con software y documentaciĆ³n orientada
al usuario ( manuales de referencia, CD de
instalaciĆ³n y demĆ”s ). TambiĆ©n existen los que
realizan tareas especificas de apoyo tanto a la
gestiĆ³n administrativa como operativa de una
empresa, en particular los que vimos en la parte
1 del curso, MRP (Material Requirements
Planning), CRM (Customer Relationship
Management), y otros como la AdministraciĆ³n del
RR.HH, Remuneraciones, etc.
27 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
SOFTWARE DE APLICACIĆN. EJEMPLOS
SOFTWARE DE APLICACIĆN (Ejemplos) PROCESADORES
DE TEXTO Word, Wordperfect. HOJAS DE CĆLCULO
Excel, Quatro. BASES DE DATOS Access,
Oracle. SOFTWARE DE PRESENTACIĆN Power Point,
Adobe Acrobat. APLICACIONES DE TELECOMUNICACIONES
Y REDES Navegadores, Chat, FTP,
e-mail. APLICACIONES GRĆFICAS DE DISEĆO
AutoCad APLICACIONES MULTIMEDIA E HIPERMEDIA
e-commerce APLICACIĆN GESTION EMPRESARIAL
MƔximo.
28 CONCEPTOS BĆSICOS. EL COMPUTADOR
SOFTWARE DE DESARROLLO
- SOFTWARE DE DESARROLLO
- Para desarrollar aplicaciones y sistemas, usando
lenguajes de programaciĆ³n. - Se conciben para satisfacer requerimientos
especĆficos en una empresa u organizaciĆ³n. - La construcciĆ³n de una aplicaciĆ³n implica todo
un desarrollo de un proyecto informƔtico.