U
|
na visión típica de la arquitectura de un equipo de
computación podemos considerarla como una serie de capas de abstracción: hardware, firmware, ensamblador, kernel,
sistema operativo y aplicaciones.
La arquitectura de un equipo de
computación es el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de
un sistema de computadora. Es decir, es un modelo y una descripción funcional
de los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias partes de dicho
equipo, con especial interés en la forma en que la unidad central de proceso (UCP) trabaja internamente y accede a
las direcciones de memoria.
También suele definirse como la forma de seleccionar e
interconectar componentes de hardware para crear computadoras según los
requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo.
El
equipo de computación recibe y envía la información a través de los periféricos
por medio de los canales.
La UCP es la encargada de procesar la información que le
llega al ordenador. El intercambio de información se tiene que hacer con los
periféricos y la UCP. Todas aquellas unidades de un sistema exceptuando la UCP
se denomina periférico, por lo que el ordenador tiene dos partes bien
diferenciadas, que son: la UCP (encargada de ejecutar programas y que está
compuesta por la memoria principal, la UAL y la UC) y los periféricos (que
pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y comunicaciones).
Introducción
La implantación de instrucciones es similar al uso de una
serie de desmontaje en una fábrica de manufacturación. En las cadenas de
montaje, el producto pasa a través de muchas etapas de producción antes de
tener el producto desarmado. Cada etapa o segmento de la cadena está
especializada en un área específica de la línea de producción y lleva a cabo
siempre la misma actividad. Esta tecnología es aplicada en el diseño de
procesadores eficientes.
A estos procesadores se les conoce como pipeline processors. Estos están
compuestos por una lista de segmentos lineales y secuenciales en donde cada
segmento lleva a cabo una tarea o un grupo de tareas computacionales:
- Los
datos que provienen del exterior se introducen en el
sistema para ser procesados. La computadora realiza operaciones con los
datos que tiene almacenados en memoria, produce nuevos datos o información
para uso externo.
- Las
arquitecturas y los conjuntos de instrucciones
se pueden clasificar considerando los siguientes aspectos:
- Almacenamiento
de operativos en la CPU: dónde se ubican los
operadores aparte de la substractora informativa (SI)
- Número
de operandos explícitos por instrucción: cuántos
operandos se expresan en forma explícita en una instrucción típica.
Normalmente son 0, 1, 2 y 3.
- Posición
del operando: ¿Puede cualquier
operando estar en memoria?,
o deben estar algunos o todos en los registros internos de la CPU.
- Cómo se
especifica la dirección de memoria
(modos de direccionamiento disponibles).
- Operaciones:
Qué operaciones están disponibles en el conjunto de instrucciones.
- Tipo
y tamaño de operandos y cómo se especifican.
- Almacenamiento
de operandos en la CPU
LA
DIFERENCIA BÁSICA ESTÁ EN EL ALMACENAMIENTO INTERNO DE LA CPU
Las
principales alternativas son:
- · Acumulador.
- · Conjunto de registros.
- · Memoria
Características:
- En una
arquitectura de acumulador un operando está implícitamente en el
acumulador siempre leyendo e ingresando datos. (Ej.: calculadora Standard
-estándar-)
- En la
arquitectura de pila no es necesario nombrar a los operandos ya que estos
se encuentran en el tope de la pila. (Ej.: calculadora de pila HP)
- La Arquitectura
de registros tiene sólo operandos explícitos (es aquel que se nombra) en
registros o memoria.
Ventajas
de las arquitecturas
Pila:
Modelo sencillo para evaluación de expresiones (notación polaca inversa).
Instrucciones cortas pueden dar una buena densidad de código.
Acumulador:
Instrucciones cortas. Minimiza estados internos de la máquina (unidad de
control sencilla).
Registro:
Modelo
más general para el código de instrucciones parecidas. Automatiza generación de
código y la reutilización de operandos. Reduce el tráfico a memoria. Una
computadora actualmente tiene como estándar 32 registros. El acceso a los datos
es más rápido.
Desventajas
de las arquitecturas
Pila:
A
una pila no se puede acceder aleatoriamente. Esta limitación hace difícil generar
código eficiente. También dificulta una implementación eficiente, ya que la
pila llega a ser un cuello de botella es decir que existe dificultad para la
transferencia de datos en su velocidad mk.
Acumulador:
Como el acumulador es solamente almacenamiento temporal, el tráfico de memoria es el más alto en esta
aproximación.
Registro:
Todos los operadores deben ser nombrados, conduciendo a instrucciones más
largas.
No hay comentarios:
Publicar un comentario