domingo, 12 de junio de 2016

Arquitectura de computadora

La arquitectura de computadoras es a especificación de instrucciones y las unidades de hardware que implementa esas instrucciones para su funcionamiento.


Modelo de Von Neuman

El modelo de Von Neuman se dividen ensubsistemas: control de datos entrada y salida,memoria,ALU, unidad de control.
  
Memoria

Es el área del almacenamiento donde los programas y datos se almacenan durante el proceso.

ALU

Es donde el cálculo aritmético y las operaciones lógicas se realizan.


Unidad de control

Determina las operaciones que realizan la memoria la ALU y gestiona el subsistema de entrada y salida de datos.   

Control de datos de entrada y salida

Puede aceptar datos tanto como exterior e interior, del exterior como cualquier dispositivo y en el interior a través de un almacenamiento secundario. 

Investigar 5 modelos de procesador mononucleos y multinúcleos

MICROPROCESADOR MULTI NÚCLEO. 

Es aquel que combina dos o más procesadores independientes en un solo paquete, a menudo un solo circuito integrado. Un dispositivo de doble núcleo contiene solamente dos microprocesadores independientes. En general, los microprocesadores multinúcleo permiten que un dispositivo computacional exhiba una cierta forma del paralelismo a nivel de thread (thread-level parallelism) (TLP) sin incluir múltiples microprocesadores en paquetes físicos separados. Esta forma de TLP se conoce a menudo como multiprocesamiento a nivel de chip (chip-level multiprocessing) o CMP.


Procesadores Multinúcleo de Intel

Actualmente Intel esta fabricando procesadores de doble núcleo. Comenzó fabricando los Pentium D en el 2005, luego en el 2006 lanzó los Core Duo y el Core 2 Duo.

Pentium D

Los Pentium D están conformados por dos procesadores Pentium 4 Prescott sin Hyperthreading. Luego Intel sacó el Pentium Extreme Edition (No confundir con el Pentium 4 Extreme Edition) que era un procesador que tenía los procesadores P4 Prescott, con la tecnología Hyperthreading, lo que hacia que el software viera cuatro procesadores.
Las características de los Pentium D son:
  • Proceso de fabricación de 90nm
  • Tienen la tecnología EM64T, que permite trabajar con 64 bits de forma nativa
  • Utilizan núcleos SmithField (basados en los Prescott), cada uno de ellos tiene una memoria caché L2 de 1MB
  • Van desde 2.80GHz, del modelo menos potente, hasta 3.20GHz para el modelo más potente.

El procesador que contiene dos núcleos Prescott se llama Smithfield. Los nuevos procesadores de doble núcleo Pentium D se llaman Presler, están construidos con tecnología de fabricación de 65nm y van desde 2.8 hasta 3.73Ghz. Tienen una caché L2 por cada núcleo de 2MB (4MB en total).

Core Duo

Los procesadores Core Duo es una versión para los portátiles, implementa 2MB de caché de memoria compartida para ambos núcleos. Están hechos con la tecnología de 65nm. Su velocidad va desde 1.20 hasta 2.33Ghz. El FSB (bus del sistema) va desde 533Mhz del modelo menos potente hasta 667Mhz para los demás. El gasto de energía va desde 9.0w hasta 31w. Por los datos se ve que tienen una gran relación rendimiento/energía.

Core 2 Duo

Esta nueva familia de procesadores de Intel esta basado en la microarquitectura Core, que reemplaza a la antigua microarquitectura Netburst que fue aplicada en los demás procesadores y que ya estaba llegando a sus límites.
La arquitectura Core proviene de la arquitectura que produjo al Pentium M (utilizado por los Intel Centrino), que destaca por el gran rendimiento que obtiene de la poca energía que gasta. El Pentium M además proviene del Pentium III, y este del Pentium Pro (Los Pentium 4 son una rama genealógica aparte).

Procesador CELL

El procesador Cell, es un procesador multi-núcleo diseñado por las empresas IBM, Sony y Toshiba desde el marzo del 2001. Este procesador va a ser usado inicialmente por la PlayStation 3, pero se tiene previsto usarlo también en los productos electrónicos que fabrican estas empresas, que van desde televisores de alta definición hasta ordenadores.

Los componentes del procesador son:

  • 1 Power Processor Element (PPE).
  • 8 Synergistic Processor Elements (SPEs).
  • Bus de Interconexión de los Elementos (EIB).
  • Controlador de Acceso Directo a Memoria (DMAC).
  • 2 Controladores de Memoria Rambus XDR.
  • Una interfaz Rambus FlexIO (Input / Output).




El PPE 

Es el núcleo principal, este se encarga de coordinar el trabajo de todos los demás núcleos (SPEs), mediante la tecnología SMT (Simoultaneous Multi-Threading). El PPC toma el control del sistema operativo y deja a los SPEs el trabajo de los demás procesos.

EL PPE esta basado en la arquitectura PowerPC de 64 bits, tiene 32 KB de caché L1 y 512 KB de caché L2, tiene también tecnología de doble hilo y puede ejecutar dos instrucciones por hilo. Este procesador esta hecho como los RISC clásicos, o sea no es como los PowerPC tradicionales, por eso no tiene implementado la predicción de saltos, y la ejecución de instrucciones es en orden; lo que ahorra una cantidad considerable de transistores, pasando todo ese trabajo al compilador.

Mono núcleo 

Un procesador de doble núcleo es una CPU (Central Processor Unit) con dos núcleos diferentes en una sola base, cada uno con su propio caché. Con ella se consigue mejorar el rendimiento del sistema eliminando los cuellos de botella que se podrí­an llegar a producir en las arquitecturas tradicionales.

Núcleo simple

Este tipo de procesador más básico presenta una unidad de control y una unidad lógica aritmética (ALU). La unidad de control realiza operaciones y ejecuta instrucciones mientras que el ALU realiza los cálculos matemáticos. Un procesador de un solo núcleo también contiene caché, que es una pequeña cantidad de memoria rápida incorporada en el procesador. El caché no se considera parte del núcleo de procesamiento. Un procesador de un núcleo puede realizar operaciones rápidamente, pero solo puede realizar una operación a la vez.

El Pentium II 

Es un microprocesador con arquitectura x86 diseñado por Intel, introducido en el mercado el 7 de mayo de 1997. Está basado en una versión modificada del núcleo P6, usado por primera vez en el Intel Pentium Pro.

Los cambios fundamentales respecto a éste último fueron mejorar el rendimiento en la ejecución de código de 16 bits, añadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar la memoria caché de segundo nivel del núcleo del procesador, colocándola en una tarjeta de circuito impreso junto a éste.

Pentium III:

Pentium(r) III ProcessorDebido a que las diferencias con el actual Pentium II son escasas, vamos a centrarnos en comparar ambos modelos.

Se le han añadido las llamadas S.S.E. o Streaming SIMD Extensions, que son 70 nuevas instrucciones orientadas hacia tareas multimedia, especialmente en 3D. Estas extensiones son el equivalente a las 3D Now que lleva implementando AMD desde hace tiempo en el K6-2, K6-III y Athlon y que también han incorporado otros fabricantes como IDT en sus Winchip2 y 3.
 Por supuesto, dicho juego de instrucciones a pesar de realizar operaciones similares en ambos procesadores son totalmente incompatibles entre sí.


Intel Pentium 4

El Pentium 4 es un microprocesador de séptima generación basado en la arquitectura x86 y fabricado por Intel. Es el primer microprocesador con un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995. El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5GHz; y fue lanzado el 20 de noviembre de 2000. El 8 de agosto de 2008 se realiza el último envío de Pentium 4, siendo sustituido por los Intel Core Duo.

Celeron 

Es el nombre que lleva la línea de microprocesadores de bajo costo de Intel. El objetivo era poder, mediante esta segunda marca, penetrar en los mercados cerrados a los Pentium, de mayor rendimiento y precio.

El primer Celeron fue lanzado en agosto de 1998, y estaba basado en el Intel Pentium II. Posteriormente, salieron nuevos modelos basados en las tecnologías Intel Pentium III, Intel Pentium 4 e Intel Core 2 Duo. El más reciente está basado en el Core 2 Duo (Allendale) también conocido como intel celeron d (dual core)

En el momento en el que se introdujo el Celeron, preocupaba a Intel la ya mencionada pérdida de cuota de mercado en los sectores de bajo poder adquisitivo (low-end).

El Intel Pentium M o Intel Pentium Inside (m) 

Es un microprocesador con arquitectura x86 (i686) diseñado y fabricado por Intel. El procesador fue originalmente diseñado para su uso en computadoras portátiles. Su nombre en clave antes de su introducción era "Banias". Todos los nombres clave del Pentium M son lugares de Israel, la ubicación del equipo de diseño del Pentium M.

reporte #1 indentificacion de componentes

se le esta retirando la tapa de abajo de la lap para poder observar los componentes internos de la lap

memoria ram ddr2


disco duro de 160 gb




la parte de enfrente domde va el teclado domde se muestra la tarjeta madre


podemos observar el ventilador del disipador de calor de la lap


aqui podemos ver el microprocesador que es un cor cuad a 2.0 mhz

y aqui podemos observar la tarjeta de red nuestra lap top

esquema del procesador



En el cual se muestra la ALU;
Consiste en un circuito digital que permite realizar operaciones aritméticas y lógicas entre dos números.

Unidad de control:
La unidad de control emite señales de control (ordenes) externas a la CPU para producir el intercambio de datos con la memoria y los módulos de E/S.

Memoria cache:
Se encarga de acelerar las lecturas y escrituras que necesita el micro del sistema de memoria.

Registros:
Dentro del procesador, hay un conjunto de registros que ofrecen un nivel de memoria que es más rápido y pequeño que la memoria principal. Los registros del procesador sirven para dos funciones:

  • Registros visibles de usuario: Un programador de lenguaje de máquina o ensamblador puede minimizar las referencias a memoria principal mediante un uso óptimo de estos registros. Con lenguajes de alto nivel, un compilador que optimice código intentará hacer una selección inteligente de qué variables asignar a registros y cuáles a ubicaciones de la memoria principal. Algunos lenguajes de alto nivel, como C, permiten que el programador indique al compilador qué variables se deben almacenar en registros.
  • Registros de control y de estado: Son utilizados por el procesador para el control de las operaciones o por rutinas privilegiadas del sistema operativo para controlar la ejecución de los programas.

linea del tiempo de los microprocesadores