[ Arquitectura de Computadores ]

INTRODUCCIN

Prsentation

Universidad Tecnolgica NacionalFacultad Regional Tucumn

Ingeniera en Sistemas de Informacin

Ao 2009

CARLOS HASBANI

Carlos Hasbani 1 Arquitectura de Computadores

[ Introduccin ]

PrsentationCarlos Hasbani 2 Arquitectura de Computadores

DEFINICIN DE LA RAE:

Mquina electrnica, analgica o digital, dotada de una memoria de gran capacidad y de mtodos de tratamiento de informacin, capaz de resolver problemas matemticos y lgicos mediante la utilizacin automtica de programas informticos.

Se acepta computador o computadora.

Qu es una computadora?

[ Introduccin ]

PrsentationCarlos Hasbani 3 Arquitectura de Computadores

DEFINICIN DE Stallings:

Mquina digital electrnica programable para el tratamiento automtico de la informacin, capaz de recibirla, operar sobre ella mediante procesos determinados y suministrar los resultados de tales operaciones.

Qu es una computadora?

Arquitectura y Organizacin ARQUITECTURA son aquellos atributos

visibles para el programador. Conjunto de Instrucciones, nmero de bits usados para

representacin de los datos, mecanismos de I/O, tcnicas de direccionamiento.

e.g. Existe alguna instruccin para realizar multiplicacines ?

ORGANIZACION es cmo se implementan estas caractersticas. Seales de Control, interfaces, Tencologa de memoria. e.g. Existe una unidad para multiplicar o la operacin se ejecuta

como un conjunto de sumas sucesivas?

[ Introduccin ] Qu es una computadora?

Carlos Hasbani 4 Arquitectura de Computadores

[ Introduccin ] Qu es una computadora?

Carlos Hasbani 5 Arquitectura de Computadores

Arquitectura y Organizacin Toda la familia Intel x86 tiene la misma

Arquitectura bsica. La familia IBM System/370 tiene la misma

Arquitectura bsica.

Esto nos d una compatibilidad de cdigo Al menos hacia atrs

La organizacin difiere entre diferentes versiones de una misma familia.

Estructura y Funcin[ Introduccin ] Qu es una computadora?

La Estructura es la forma en que los componentes se relacionan entre s.

Funcin es la forma en que operan los componentes individuales cuando son parte de la estructura.

Carlos Hasbani 6 Arquitectura de Computadores

Funcin[ Introduccin ] Qu es una computadora?

Carlos Hasbani 7 Arquitectura de Computadores

Todas las funciones de una computadora son :

Procesamiento de Datos Almacenamiento de Datos Transferencia de Datos Control

[ Introduccin ]

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Funcionamiento

Carlos Hasbani 8 Arquitectura de Computadores

Entorno Operativo

Fuente y destino de los datos

Transferencia de datos

Control

Almacenamientode datos

Procesamiento de datos

Vista Funcional

[ Introduccin ]

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Funcionamiento

Carlos Hasbani 9 Arquitectura de Computadores

TRANSFERENCIA

Transferencia de datos

Control

Almacenamientode datos

Procesamiento de datos

[ Introduccin ]

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Funcionamiento

Carlos Hasbani 10 Arquitectura de Computadores

ALMACENAMIENTOTransferencia

de datos

Control

Almacenamientode datos

Procesamiento de datos

[ Introduccin ]

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Funcionamiento

Carlos Hasbani 11 Arquitectura de Computadores

PROCESAMIENTOCON USO DE

MEMORIA

Transferencia de datos

Control

Almacenamientode datos

Procesamiento de datos

[ Introduccin ]

Prsentation

Funcionamiento

Carlos Hasbani 12 Arquitectura de Computadores

PROCESAMIENTOCON USO DEMEMORIA Y

TRANSFERENCIA

Transferencia de datos

Control

Almacenamientode datos

Procesamiento de datos

[ Introduccin ]

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Estructura

Carlos Hasbani 13 Arquitectura de Computadores

Computadora

Memoriaprincipal

Entrada/ Salida

Sistema deInterconeccin

Perifricos

Lineas de Comunicacin

Unidad Central deProcesos

CPU

Computadora

[ Introduccin ]

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Estructura

Carlos Hasbani 14 Arquitectura de Computadores

Computadora Unidad Aritmtico

LgicaA.L.U.

Unidad De

Control

InterconexinInterna de la

CPU

Registros

CPU

I/O

Memoria

SystemBus

CPU

[ Introduccin ]

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Estructura

Carlos Hasbani 15 Arquitectura de Computadores

CPU

MemoriadeControl

Registros y Decodificadores

de la Unidad De Control

LgicaSecuencial

Unidadde

Control

ALU

Registros

busInterno

Unidad de Control

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Historia

Carlos Hasbani 16 Arquitectura de Computadores

Generacin Aos Caractersticas

0 hasta 1945 Sistemas mecnicos y electromecnicos

1 1945 1955 Tubos de vaco, tableros

2 1955 1965 Transistores y sistemas por lotes

3 1965 1980 Circuitos integrados y multiprogramacin

4 desde 1980 Computadores personales

[ Introduccin ]

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Historia

La generacin 0 (hasta 1945)

bacos Calculadoras mecnicas. Sistemas basados en rels.

Carlos Hasbani 17 Arquitectura de Computadores

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Historia

Difference Engine (1822)

Primera Computadora Digital (mecnica)

Usada para calcular tablas numricas, calculaba cualquier funcinalgebraica y almacenaba nmeros. Se programaba con tarjetas.

Charles Babbage y Ada Lovelace.

Carlos Hasbani 18 Arquitectura de Computadores

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Historia

Harvard Mark I (1930)

Usada para computar tablas matemticas y de navegacin.

Carlos Hasbani 19 Arquitectura de Computadores

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Historia

La primera generacin (1940-1955) Se utilizan tubos de vaco Eran enormes (20.000 tubos) y lentas (un ciclo 1 seg.) Un solo grupo diseaba, construa, programaba, operaba y mantena cada mquina. Toda la programacin se haca en lenguaje mquina (alambrando tableros por ejemplo). No existan los sistemas operativos. En 1950 se introducen las tarjetas perforadas.

Carlos Hasbani 20 Arquitectura de Computadores

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Historia

Usada en la Segunda Guerra Mundial para decifrar los mensajes de los alemanes.

Colossus (1945)Carlos Hasbani 21 Arquitectura de Computadores

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ENIAC (1946) Mquina decimal (no binaria)Carlos Hasbani 22 Arquitectura de Computadores

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UNIVAC (1946)Carlos Hasbani 23 Arquitectura de Computadores

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Manchester Mark I (1948)

Primera mquina que funcion con un programa almacenado.John von Neumann, Princeton

Carlos Hasbani 24 Arquitectura de Computadores

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Historia

La segunda generacin (1955-1965) Se introducen los transistores. Distincin entre diseadores, constructores, programadores, operadores y personal de mantenimiento. Mainframes en salas acondicionadas. Se escriban los programas en papel, luego se perforaban las tarjetas, cuarto de entrada, caf, esperar la salida. Los operadores toman las tarjetas del programa y colocan tambin los del compilador. Se crea el proceso por lotes que agrupa trabajos.

Carlos Hasbani 25 Arquitectura de Computadores

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Transistor (1947)Carlos Hasbani 26 Arquitectura de Computadores

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JOHNNIAC (1954)

Mquina que funcionaba con tarjetas.

Carlos Hasbani 27 Arquitectura de Computadores

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Historia

Tarjeta sin perforarCarlos Hasbani 28 Arquitectura de Computadores

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A = 1 5 6

Tarjeta perforada

Lnea de programa

Carlos Hasbani 29 Arquitectura de Computadores

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Historia

IBM 704 (1955)

Primera mquina comercial con hardware de punto flotante (5kFLOPS).

Carlos Hasbani 30 Arquitectura de Computadores

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Historia

FORTRAN (1957)

Primer compilador FORTRAN para IBM 704(Formula Translator)

Carlos Hasbani 31 Arquitectura de Computadores

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IBM 1401(1959)

4KB de memoria expandible a 16KB.Buena para leer tarjetas, copiar cintas e imprimir resultados, pero mala para cclulos numricos.Se utilizaba con fines comerciales (bancos, etc.)

Carlos Hasbani 32 Arquitectura de Computadores

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Historia

IBM 1401: Centro de CmputoCarlos Hasbani 33 Arquitectura de Computadores

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IBM 7094

Buena para hacer cmputos, se utilizaba con fines cientficos.

Carlos Hasbani 34 Arquitectura de Computadores

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IBM 1401 IBM 7094: a) los programadores llevan tarjetasb) La 1401 lee un lote de tarjetas y los graba en la cintac) Un operador lleva la cinta a la 7094d) La 7094 realiza los cmputose) Un operador lleva la cinta a una 1401f) La 1401 imprime las salidas

Carlos Hasbani 35 Arquitectura de Computadores

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Trabajo en FORTRAN

Fortran Monitor System

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ERMA, General Electric (1959)Carlos Hasbani 37 Arquitectura de Computadores

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Historia

Primer video-juego. Estudiantes de MIT (1962)

Carlos Hasbani 38 Arquitectura de Computadores

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Invencin del mouse (1964).

Carlos Hasbani 39 Arquitectura de Computadores

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Historia

La tercera generacin (1965-1980) Se introducen los circuitos integrados, lo cual es una gran ventaja en el precio y desempeo del computador. Se introduce el sistema IBM 360 altamente compatible. Se introduce la multiprogramacin Se introducen los discos duros. Se introduce el tiempo compartido entre usuarios.

Carlos Hasbani 40 Arquitectura de Computadores

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Historia

IBM 360 (1964)

Software compatible con IBM 7094, 1401 entre otros.

Carlos Hasbani 41 Arquitectura de Computadores

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Historia

Circuitos integradosCarlos Hasbani 42 Arquitectura de Computadores

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IBM 360Carlos Hasbani 43 Arquitectura de Computadores

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Historia

GE 625 (1965)Carlos Hasbani 44 Arquitectura de Computadores

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Historia

DEC PDP-1 (1961)

4K de palabras de 18 bits.

US$ 120.000 < 5% del precio de la IBM 7094

Carlos Hasbani 45 Arquitectura de Computadores

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Creacin de Intel (1968)Carlos Hasbani 46 Arquitectura de Computadores

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Historia

Laboratorio Bell desarrolla el lenguaje C (1972)

Carlos Hasbani 47 Arquitectura de Computadores

#include main(){

for(;;)printf("Hello world..."\n);

}

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MULTICS (1976)Carlos Hasbani 48 Arquitectura de Computadores

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Historia

PDP-11/70 (1974)Carlos Hasbani 49 Arquitectura de Computadores

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Historia

De MULTICS nace UNICS (UNiplexed Information and Computing Service) luego se cambi a UNIX.

Era un sistema abierto lo que gener un caos.

IEEE gener un estndar llamado POSIX.

Carlos Hasbani 50 Arquitectura de Computadores

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Historia

Primer microprocesador en un chip Intel 4004 (1971)

Carlos Hasbani 51 Arquitectura de Computadores

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Intel 4004 (1971)Carlos Hasbani 52 Arquitectura de Computadores

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Appel I (1976)Carlos Hasbani 53 Arquitectura de Computadores

Steve Jobs & Steve Wosniak

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ALTAIR 8800 (1975)Carlos Hasbani 54 Arquitectura de Computadores

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Apple II (1978) US$ 1930Carlos Hasbani 55 Arquitectura de Computadores

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Microsoft (1978)Carlos Hasbani 56 Arquitectura de Computadores

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La cuarta generacin (desde 1980) Usan LSI (large scale integration). Intel 8080 (8 bits) -> IBM PC (1980) con DOS. Intel 80286 (1983), 80386 (1985) y 80486 (1989). GUI (graphical User Interface) -> Macintosh Microsoft adopta GUI y desarrolla Windows (sobre DOS) Microsoft saca Windows 95 como sistema operativo, luego Windows 98 (basado en 16 bits), Windows NT (32 bits) con ideas de VAX VMS. Windows NT 5.0 se transform en Windows 2000 Windows 98 se transform en Windows Me. Windows XP

Carlos Hasbani 57 Arquitectura de Computadores

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La cuarta generacin (desde 1980) UNIX se mantiene ms fuerte en computadores potentes Se basa en chips RISC de alto desempeo. Pentium Linux es una alternativa a Windows Unix saca X Windows basado en GUI Se introducen sistemas operativos en red (varios computadores conectados) y sistemas operativos distribuidos (mltiples procesadores). continuar

Carlos Hasbani 58 Arquitectura de Computadores

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IBM PC (1981)Carlos Hasbani 59 Arquitectura de Computadores

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Commodore 64 (1982)

Carlos Hasbani 60 Arquitectura de Computadores

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Disco Duro Seagate 40 MB (1978)Carlos Hasbani 61 Arquitectura de Computadores

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Disco Duro Memorex 10MB (1983)Carlos Hasbani 62 Arquitectura de Computadores

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AT&T y Laboratorio Bell desarrollan C++ (1983)

Carlos Hasbani 63 Arquitectura de Computadores

#include main(){

char *s1, *s2;par{

s1 = "Hello";s2 = "world\n";

}cout

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IBM PC/AT (1983)Carlos Hasbani 64 Arquitectura de Computadores

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Sony introduce el CD (1984)Carlos Hasbani 65 Arquitectura de Computadores

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Commodore Amiga (1985)

Carlos Hasbani 66 Arquitectura de Computadores

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Macintosh (1984)Carlos Hasbani 67 Arquitectura de Computadores

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X Windows para UNIX (1984)Carlos Hasbani 68 Arquitectura de Computadores

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Sparcstation (1989)

Carlos Hasbani 69 Arquitectura de Computadores

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Estoy construyendo un sistema operativo gratuito (no es ms que un hobby, no ser una cosa grande y profesional como GNU) para clnicos AT (con un 386 o 346).

Linus Torvalds, Helsinki, Oct. 91

Nace LINUXCarlos Hasbani 70 Arquitectura de Computadores

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Intel Pentium (1993)Carlos Hasbani 71 Arquitectura de Computadores

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Appel Newton (1993)Carlos Hasbani 72 Arquitectura de Computadores

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Windows 95 (1995)Carlos Hasbani 73 Arquitectura de Computadores

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Power Macintosh (1994)Carlos Hasbani 74 Arquitectura de Computadores

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