introduccion arquitectura del computador
TRANSCRIPT
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
1/75
Arquitectura de ComputadoresRecopilado por Ing. Pedro Yuri Marquez Solis
INTRODUCCIN
Prsentation
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
2/75
Arquitectura de Computadores Se puede definir la arquitectura de computadores
como el estudio de la estructura, funcionamiento ydiseo de computadores. Esto incluye, sobre todo aaspectos de hardware, pero tambin afecta acuestiones de software de bajo nivel.
Computador, dispositivo electrnico capaz derecibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlasrealizando clculos sobre los datos numricos, obien compilando y correlacionando otros tipos deinformacin
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
3/75
Prsentation
Qu es un computador?
DEFINICIN DE Stallings:
Mquina digital electrnica programablepara el tratamiento automtico de lainformacin, capaz de recibirla, operarsobre ella mediante procesosdeterminados y suministrar los resultados
de tales operaciones.
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
4/75
Digital Se conocen unicamente 2 estados, 2 smbolos.
BIT: 0 1 >>> Binary Digit .
Se representan numeros muy grandes, y tambien muypequeos, mediante
12361273654197238651798236
101010101010101010101011111111000000000010101010101010101
01010010101010101010010100000000000000000000000000000000000000011111001010101010101101010101010101>>Coma flotante: 11010101010000000
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
5/75
Digital Facil de transmitir y reproducir.
0 nivel de voltaje bajo
1 nivel de voltaje alto
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
6/75
Analgico Posee muchos valores para representar la
informacion.
Ejemplos: Luz, sonido, gusto, tacto, olfato. No son sencillas de transmitir ni de reproducir.
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
7/75
Introduccin ]
Prsentation
Estructura
Computer
MainMemory
Input
Output
SystemsInterconnection
Peripherals
Communicationlines
CentralProcessingUnit
Computer
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
8/75
CPU Central Unit Process: Unidad Central de Proceso.
Es el circuito electronico que realiza el trabajo de calculoo de correlacion lgica.
ALU
Unidad de Control
Registros
Buses internos
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
9/75
Memoria Ram
Memoria Principal Zona de trabajo del Procesador.
Tanto instrucciones y datos deben PRIMERO ser
ubicadas en la RAM, desde esta ubicacin elprocesador las ira tomando.
Volatil requiere energia electrica constantemente
Temporal la informacion no esta almacenada
definitivamente , se va actualizando, retirando segnrequiera el sistema.
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
10/75
Dispositivos de Entrada/salida Basicamente sirven para convertir seales analgicas a
digitales o viceversa.
Printer:Son contados los dispositivos que son exclusivamente deentrada o de salida.
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
11/75
Buses Es el cableado, en el caso de una placa seria el circuito
impreso. En el caso de un flat SATA serian losconductores electricos.
Estan divididos por su funcin:
Buses de datos: que dato operar
Buses de instruccin Control : que operacin aplicar
Buses de direccin : Indica la direccin de memoriadonde se ubica el dato, o donde depositar el resultado.
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
12/75
Arquitectura Jhon Von Neuman
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
13/75
Traductores: Compiladores Son programas que permiten traducir un programa desde un lenguaje de
alto nivel a otro de mas bajo nivel. Por ejemplo, el compilador del lenguajeC.
Programafuente en
C
CompiladorPrograma
en lenguaje
de mquina
CPU
c = a + b;ld a
add b
str c
Traduccin Traduccin 00110101100010
1110010
CPUIntepretacin
Anlisis Optimizacin
Enlazador
Programa en lenguaje assembly
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
14/75
Para la ejecucin de un programa
Fuente Compilar : Se compilan las instrucciones, es decir se
busca su equivalente en lenguaje mquina.
Traducir: Se traducen las variables, es darle unaposicion de memoria a cada una de las variables que sehayan definido.
Linkear: Es compilar y traducir las librerias que el
programa necesite
que esten declaradas. Cargar: Llevar los que esta compilado a la RAM
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
15/75
Traductores: Intrpretes Un intprete es un programa que acepta otro programa (el programa
fuente) escrito en un determinado lenguaje (el lenguaje fuente) y lo
ejecuta. El intrprete carga, analiza y ejecuta una a una las instrucciones del
programa fuente.
La interpretacin se caracteriza por ser ms lenta que la compilacin.
Intrprete
Programa
fuente
Ejecucin
Anlisis
Ejemplo de lenguaje interpretado: Java.
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
16/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Generacin Aos Caractersticas
0 hasta 1945 Sistemas mecnicos y electro-mecnicos
1 1945 1955 Tubos al vaco, tableros
2 1955 1965 Transistores y sistemas por lotes
3 1965 1980 Circuitos integrados y multiprogramacin
4 desde 1980 Computadores personales
Hi i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
17/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
La generacin 0 (hasta 1945)
bacos
Calculadoras mecnicas. Sistemas basados en rels.
Hi t i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
18/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Difference Engine (1822)
Primera Computadora Digital (mecnica)
Usada para calcular tablas numricas,calculaba cualquier funcin
algebraica y almacenaba nmeros. Seprogramaba con tarjetas.
Charles Babbage y Ada Lovelace.
Hi t i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
19/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Hi t i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
20/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
La primera generacin (1940-1955)
Luego se utilizan tubos al vaco
Eran enormes (20.000 tubos) y lentas (un ciclo 1 seg.) Un solo grupo diseaba, construa, programaba, operabay 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.
Hi t i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
21/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Usada en la Segunda GuerraMundial para decifrar losmensajes de los alemanes.
Colossus (1945)
Hi t i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
22/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
ENIAC (1946)D.Mery 22 Arquitectura de Computadores
Hi t i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
23/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
UNIVAC (1946)
Hi t i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
24/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Manchester Mark I (1948)
Primera mquina quefuncion con unprograma almacenado.John von Neumann,Princeton
Hi t i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
25/75
Introduccin ]
Prsentation
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 perforabanlas tarjetas, cuarto de entrada, caf, esperar la salida. Los operadores toman las tarjetas del programa ycolocan tambin los del compilador. Se crea el proceso por lotes que agrupa trabajos.
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
26/75
Hi t i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
27/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
JOHNNIAC (1954)
Mquina que funcionabacon tarjetas.
Hi t i
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
28/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Tarjeta sin perforar
Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
29/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
A = 1 5 6
Tarjeta perforada
Lnea de programa
Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
30/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
IBM 704 (1955)
Primera mquina
comercial con hardwarede punto flotante(5kFLOPS).
Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
31/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
FORTRAN (1957)
Primer compiladorFORTRAN para IBM 704(Formula Translator)
I d i ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
32/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
IBM 1401(1959)
4KB de memoria expandiblea 16KB.Buena para leer tarjetas,copiar cintas e imprimirresultados, pero mala paracclulos numricos.
Se utilizaba con finescomerciales (bancos, etc.)
I t d i ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
33/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
IBM 1401: Centro de Cmputo
I t d i ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
34/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
IBM 7094
Buena para hacer cmputos,se utilizaba con finescientficos.
I t d i ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
35/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
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
I t d i ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
36/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Trabajo en FORTRAN
Fortran Monitor System
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
37/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
ERMA, General Electric (1959)D.Mery 37 Arquitectura de Computadores
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
38/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Primer video-juego.Estudiantes de MIT (1962)
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
39/75
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
40/75
Introduccin ]
Prsentation
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.
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
41/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
IBM 360 (1964)
Software compatiblecon IBM 7094, 1401entre otros.
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
42/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Circuitos integrados
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
43/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
IBM 360
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
44/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
GE 625 (1965)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
45/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
DEC PDP-1 (1961)
4K de palabras de 18bits.
US$ 120.000 < 5% delprecio de la IBM 7094
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
46/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Fundacin de Intel (1968)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
47/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Laboratorio Bell desarrolla el lenguaje C(1972)
#include
main()
{
for(;;)
printf("Hello world..."\n);
}
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
48/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
MULTICS (1976)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
49/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
PDP-11/70 (1974)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
50/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
De MULTICS nace UNICS (UNiplexed Information andComputing Service) luego se cambi a UNIX. AT&T
Era un sistema abierto lo que gener un caos.
IEEE gener un estndar llamado POSIX.
D.Mery 50 Arquitectura de Computadores
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
51/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Primer microprocesador en un chipIntel 4004 (1971)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
52/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Intel 4004 (1971)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
53/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Appel I (1976)
Steve Jobs & Steve Wosniak
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
54/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
ALTAIR 8800 (1975)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
55/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Apple II (1978) US$ 1930
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
56/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Microsoft (1978)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
57/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
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 (32bits) con ideas de VAX VMS. Windows NT 5.0 se transform en Windows 2000 Windows 98 se transform en Windows Me. Windows XP
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
58/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
La cuarta generacin (desde 1980) UNIX se mantiene ms fuerte en computadores potentes Se basa en chips RISC de alto desempeo.
Pentium Liunx es una alternativa a Windows Unix saca X Windows basado en GUI Se introducen sistemas operativos en red (varioscomputadores conectados) y sistemas operativos
distribuidos (mltiples procesadores). continuar
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
59/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
IBM PC (1981)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
60/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Commodore 64 (1982)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
61/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Disco Duro Seagate 40 MB (1978)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
62/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
Disco Duro Memorex 10MB (1983)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
63/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
AT&T y Laboratorio Bell desarrollan C++(1983)
#include
main()
{char *s1, *s2;
par{
s1 = "Hello";
s2 = "world\n";
}
cout
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
64/75
Introduccin ]
Prsentation
Historia
IBM PC/AT (1983)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
65/75
Introduccin ]
Prsentation
s o a
Sony introduce el CD (1984)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
66/75
]
Prsentation
Commodore Amiga (1985)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
67/75
]
Prsentation
Macintosh (1984)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
68/75
]
Prsentation
X Windows para UNIX (1984)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
69/75
]
Prsentation
Sparcstation (1989)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
70/75
]
Prsentation
Estoy construyendo un sistema
operativo gratuito (no es ms que unhobby, no ser una cosa grande y
rofesional como GNU) para clnicos
T (con un 386 o 346).
Linus Torvalds, Helsinki, Oct. 91
Nace LINUX
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
71/75
]
Prsentation
Intel Pentium (1993)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
72/75
]
Prsentation
Appel Newton (1993)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
73/75
]
Prsentation
Windows 95 (1995)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
74/75
]
Prsentation
Power Macintosh (1994)
Introduccin ] Historia
-
7/21/2019 Introduccion Arquitectura del Computador
75/75
]