INTRODUCCION A LA INGENIERIA DE SISTEMAS DE INFORMACION

INTRODUCCION A LA INGENIERIA DE SISTEMAS DE INFORMACIONIntegrantes: Guevara Evangelista, Jos AntonioVidaurre Vergara, Cristina de FatimaARQUITECTURA DE COMPUTADORASARQUITECTURA DE COMPUTADORASLa arquitectura de computadoras es el diseo conceptual y la estructura operacional fundamental de un sistema de computadora. Es un modelo y una descripcin funcional de los requerimientos y las implementaciones de diseo para varias partes de una computadora, con especial inters en la forma en que la unidad central de proceso (UCP) trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria.

ARQUITECTURA DE COMPUTADORASTambin suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes de hardware para crear computadoras segn los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo.El ordenador tiene dos partes bien diferenciadas, que son: la UCP (encargada de ejecutar programas y que est compuesta por la memoria principal, la Unidad aritmtico lgica (UAL) y la Unidad de Control) y los perifricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y comunicaciones).

INTRODUCCIONLos Pipeline processor estn 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 informacin para uso externo.INTRODUCCIONLas arquitecturas y los conjuntos de instrucciones se pueden clasificar considerando los siguientes aspectos:Almacenamiento de operativos en la UPCNmero de operandos explcitos por instruccinPosicin del operandoOperacionesTipo y tamao de operandos y cmo se especificanALMACENAMIENTO DE OPERANDOS EN EL CPULas principales alternativas son:

Acumulador: Un operando est implcitamente en el acumulador siempre leyendo e ingresando datos. (Ej.: calculadora Standard -estndar-)

Conjunto de registros: No es necesario nombrar a los operandos ya que estos se encuentran en el tope de la pila. (Ej.: calculadora de pila HP)

Memoria: Tiene slo operandos explcitos (es aquel que se nombra) en registros o memoria.

VENTAJAS DE LAS ARQUITECTURASAcumulador: Instrucciones cortas. Minimiza estados internos de la mquina (unidad de control sencilla).

Pila: Modelo sencillo para evaluacin de expresiones (notacin polaca inversa). Instrucciones cortas pueden dar una buena densidad de cdigo.

Registro: Modelo ms general para el cdigo de instrucciones parecidas. Automatiza generacin de cdigo y la reutilizacin de operandos. Reduce el trfico a memoria. Una computadora actualmente tiene como estndar 32 registros. El acceso a los datos es ms rpido, y veloz.

DESVENTAJAS DE LAS ARQUITECTURASAcumulador: Como el acumulador es solamente almacenamiento temporal, el trfico de memoria es el ms alto en esta aproximacin.

Pila: A una pila no se puede acceder aleatoriamente. Esta limitacin hace difcil generar cdigo eficiente. Tambin dificulta una implementacin 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.

Registro: Todos los operadores deben ser nombrados, conduciendo a instrucciones ms largas

ARQUITECTURA DE VON NEUMANN Tradicionalmente los sistemas con microprocesadores se basan en estaarquitectura, en la cual la unidad central de proceso (CPU), est conectada a una memoria principal nica(casi siempre slo RAM) donde se guardan las instrucciones del programa y los datos. A dicha memoria seaccede a travs de un sistema de buses nico (control, direcciones y datos).

ARQUITECTURA DE VON NEUMANNLas principales limitaciones que nos encontramos con laarquitectura Von Neumannson:

La limitacin de la longitud de las instrucciones por el bus de datos, que hace que elmicroprocesador tenga que realizar varios accesos a memoria para buscar instrucciones complejas.La limitacin de la velocidad de operacin a causa del bus nico para datos e instrucciones que nodeja acceder simultneamente a unos y otras, lo cual impide superponer ambos tiempos de acceso

Los ordenadores conarquitectura Von Neumannconstan de las siguientes partes:

ARQUITECTURA DE VON NEUMANNLaarquitectura Von Neumannrealiza o emula los siguientes pasos secuencialmente:

1)Obtiene la siguiente instruccin desde la memoria en la direccin indicada por el contador de programa y la guarda en el registro de instruccin.

2)Aumenta el contador de programa en la longitud de la instruccin para apuntar a la siguiente.

3)Descodifica la instruccin mediante la unidad de control. sta se encarga de coordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una funcin determinada.

4)Se ejecuta la instruccin. sta puede cambiar el valor del contador del programa, permitiendo as operaciones repetitivas.

5)Regresaal paso N 1.ARQUITECTURA HARVARDEste 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.Una de las memorias contiene solamente las instrucciones del programa (Memoria de Programa), y los otros slo almacenos datos (Memoria de Datos).Ambos buses son totalmente independientes lo que permite que la CPU pueda acceder de formaindependiente y simultnea a la memoria de datos y a la de instrucciones.

ARQUITECTURA HARVARD

Tambin lalongitud de los datos y las instrucciones puede ser distinta, lo que optimiza el uso de la memoria en general.

Para un procesador deSet de Instrucciones Reducido, oRISC (Reduced Instruccin Set Computer), el setde instrucciones y el bus de memoria de programa pueden disearse de tal manera que todas las instruccionestengan una sola posicin de memoria de programa de longitud.Adems, al ser los buses independientes, la CPU puede acceder a los datos para completar la ejecucin de una instruccin, y al mismo tiempo leer la siguiente instruccin a ejecutar.ARQUITECTURA HARVARDVentajas de esta arquitectura:El tamao de las instrucciones no esta relacionado con el de los datos, y por lo tanto puede ser optimizado para que cualquier instruccin ocupe una sola posicin de memoria de programa,logrando as 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 operacin.