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UNIDAD IAPORTACIONES ARQUITECTÓNICASAPORTACIONES ARQUITECTÓNICAS

COMPUTACIONALES DE LAS PRIMERAS GENERACIONES

Arquitectura de ComputadorasM. en C. Jesús García Ruiz 1

ARQUITECTURA DE COMPUTADORASARQUITECTURA DE COMPUTADORAS(CONCEPTO)

ORGANIZACIÓN DE COMPUTADORAS.‐ Se refiere a las unidades operacionales y sus interconexiones que efectúan las especificaciones de la

De acuerdo a William Stallings:

arquitectura.

ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS.‐ Atributos de un sistema que puede ver un programador y que por lo tanto tiene un efecto directo en laver un programador y que por lo tanto tiene un efecto directo en la ejecución lógica de un programa.

2Arquitectura de Computadoras M. en C. Jesús García Ruiz

Arquitectura de computadoras en el tiempo

•Los cursos de arquitectura de computadoras ha evolucionado

Arquitectura de computadoras en el tiempo

Los cursos de arquitectura de computadoras ha evolucionado

De los 50’s a los 60’s: Aritmética de computadoras

D l 70’ di d d l 80’ Di ñ d j t dDe los 70’s a mediados de los 80’s: Diseño de conjuntos de instrucciones, especialmente ISA’s, convenientes para los compiladores

Los 90’s: diseños de las CPU’s, sistemas de memoria, sistemas de entrada‐salida, multiprocesadores, redes.

2000’s: Procesadores reconfigurables arquitecturas de propósito2000 s: Procesadores reconfigurables, arquitecturas de propósito especial.


Existen las llamadasMicrocomputadoras Minicomputadoras MainframesExisten las llamadas Microcomputadoras, Minicomputadoras, Mainframesy Supercomputadoras de acuerdo al tamaño, velocidad y capacidad de almacenamiento y procesamiento. En las microcomputadoras la relación entre arquitectura y organización es más estrecha que en las Mainframe.


Ó ÁAPORTACIONES ARQUITECTÓNICAS EN MÁQUINAS REPRESENTATIVAS

Arquitectura de Computadoras M. en C. Jesús García Ruiz 7

Primeros desarrollos:Primeros desarrollos:

‐1642, el filosofo y científico francés Blaise Pascal, construye la primera máquina capaz de realizar de forma automática ciertas operaciones básicas:

•6 engranes dentados hacían las veces de ruedas de conteo. •Cada engrane tenía 10 dígitos decimales grabados en él.•Esta máquina hacía sumas y restas.•El conjunto de engranes era un “registro temporal”•El conjunto de engranes era un registro temporal .•Uno de estos registros actuaba como “acumulador” en el cual se guardaba un total de recorrido.•Tenía trasferencia automática de acarreo.•Representación de un número en complementos (lógica negativa).

‐1671, el filósofo y matemático alemán Gottfried Leibniz mejoró la máquina de Pascal:

*Realizaba sumas, restas, multiplicación y división.Realizaba sumas, restas, multiplicación y división.*Contaba con un mecanismo de “contador escalonado”.

‐1801, Joseph Jaquard fabricó un telar en el cual toda la energía se i b f á i d l l í jproporcionaba en forma mecánica y todo el control era vía tarjeta

perforada. De este modo se tenía un “proceso programable” con el “programa” manejado por un conjunto de tarjetas. 8Arquitectura de Computadoras

M. en C. Jesús García Ruiz

‐1822 Charles Babbage diseña la máquina de diferencias la cual se1822, Charles Babbage diseña la máquina de diferencias, la cual se utilizó primero para calcular “tablas de figuras”, que se usaban para la navegación.

•Solo efectuaba sumas y restas.•Mediante una técnica matemática conocida como “diferencias finitas”, se calculaba un número de fórmulas útiles, usando sumas.•Ejemplo de estas, las funciones trigonométricas, polinomios, etc.Ejemplo de estas, las funciones trigonométricas, polinomios, etc.•Tenía varios registros mecánicos.•Tenía, por lo tanto, operación de multipasos, automática.

E 1834 B bb di ñ h l “ á i líti ”‐En 1834, Babbage diseña ahora la “máquina analítica”, para que se realizaran cálculos de propósito general. Esta máquina constaba de lo siguiente:

•El almacén: Unidad de memoria consistente en juegos de ruedas j gde conteo.•Taller: Unidad aritmética capaz de realizar las cuatro operaciones básicas.•Tarjetas de operación: del tipo del telar de Jaquard seleccionaba•Tarjetas de operación: del tipo del telar de Jaquard, seleccionaba una de las cuatro operaciones aritméticas al activar el taller.•Tarjetas de variables: Seleccionaba las localidades de memoria que usaría el taller para una operación.


‐ En el 1854, George Boole publica Las leyes del pensamiento sobre las cuales son basadas las teorías matemáticas de Lógica y Probabilidad. Boole aproximó la lógica en una nueva dirección reduciéndola a unaBoole aproximó la lógica en una nueva dirección reduciéndola a una álgebra simple, incorporando lógica en las matemáticas. Comenzaba el álgebra de la lógica llamada Algebra Booleana. Su álgebra consiste en un método para resolver problemas de lógica que recurre solamente a los valores binarios 1 y 0 y a tres operadores: AND (y), OR (o) y NOT (no).

‐ Para tabular el censo de 1890, el gobierno de Estados Unidos estimó que se invertirían alrededor de diez años. Un poco antes, Herman Hollerithse invertirían alrededor de diez años. Un poco antes, Herman Hollerith (1860‐1929), había desarrollado un sistema de tarjetas perforadas eléctrico y basado en la lógica de Boole, aplicándolo a una máquina tabuladora de su invención. La máquina de Hollerith se usó para tabular el

d l ñ d d l t t l á d d ñcenso de aquel año, durando el proceso total no más de dos años y medio. Así, en 1896, Hollerith crea la Tabulating Machine Company con la que pretendía comercializar su máquina. La fusión de esta empresa con otras dos, dio lugar, en 1924, a la International Business Machines gCorporation (IBM).


Dispositivos Electromecánicos

‐En 1900, en el Congreso Internacional de Matemáticas de París, David Hilbert (1862‐1943) pronunció una conferencia de título Problemas matemáticos, en la que proponía una lista de 23 problemas que estaban sin resolver (algunos todavía lo están). Una de las cuestiones era: ¿son las matemáticas decidibles? es decir, ¿hay un método definido que pueda aplicarse a cualquier sentencia matemática y que nos diga si esa sentencia es cierta o no?. Esta cuestión recibió el nombre de enstcheidungsproblem.es cierta o no?. Esta cuestión recibió el nombre de enstcheidungsproblem.

‐ En 1936, Alan Turing (1912‐1954) contestó a esta cuestión en el artículo On Computable Numbers. Para resolver la cuestión Turing construyó un modelo f l d d l Má i d T i d ó h bíformal de computador, la Máquina de Turing, y demostró que había problemas tales que una máquina no podía resolver. Al mismo tiempo en Estados Unidos contestaba a la misma cuestión Alonzo Chuch, basándose en una notación formal, que denominó cálculo lambda, para transformar todas , q , plas fórmulas matemáticas a una forma estándar. Basándose en estos resultados, entre 1936 y 1941, el ingeniero alemán Konrad Zuse (1910‐1957), diseñó y construyó su serie de computadores electromecánicos binarios desde el Z1 hasta el Z3 Sin embargo estos computadores nobinarios, desde el Z1 hasta el Z3. Sin embargo estos computadores no tuvieron mucha difusión, ni siquiera dentro de su país, ya que el gobierno nazi nunca confió en los trabajos de Zuse. 11Arquitectura de Computadoras

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‐Zuse, en 1936 construyó la Z‐1 con relevadores mecánicos para una memoria sencilla, obtenía sus resultados binarios a través de una bombilla En 1941 construye la Z‐3 que utilizaba relevadoresbombilla. En 1941 construye la Z 3 que utilizaba relevadores electromecánicos y un mecanismo de cinta perforada. En 1943, Zuse termina la Z‐4, con relevadores electromecánicos y mayor capacidad parta el diseño aéreo y de misiles.

‐En 1939, el físico y profesor de matemáticas estadounidense Howard Aiken, mediante el auspicio de IBM comienza el trabajo de una máquina con la misma base de Babbage. Su primer modelo, la MARK I q g p ,se puso en operación hasta 1944. Era una máquina enorme que contenía casi un millón de dispositivos electromecánicos. Para el conteo utilizó las ruedas de dígitos decimales y para su estructura

t i l tili ó l d l t á i d d lcomputacional utilizó relevadores electromecánicos, donde las instrucciones eran dadas mediante cinta perforada. Para una suma sencilla tardaba 6 seg. y para una división 12 seg.


PRIMERA GENERACION: Tubos al vacío

L d t j d l t b j t i‐ Las desventajas de los trabajos anteriores eran:•La inercia de las partes móviles limitaba la rapidez de cómputo.•Incomodidad en el movimiento de datos por medios mecánicos.

‐ En 1906 el tubo al vacío tríodo fue inventado, dando lugar a la era de la electrónica.

En 1937 el matemático británico Alan Turing describe la teoría de la máquina‐ En 1937 el matemático británico Alan Turing, describe la teoría de la máquina de Turing, la cual cuando se le proporcionaban las instrucciones necesarias vía cinta de papel perforado, podía imitar el comportamiento de cualquier otra máquina usada para el cálculo. Formando un equipo integrado por Turing, I. J. Good y D. Michie produjo la Colossus, el primer computador basado en válvulas, aunque en realidad era una máquina con propósito especial.


‐ Como respuesta a la segunda guerra mundial el Laboratorio de Investigación B lí ti (BRL) d l j it í l l l t bl d t t i den Balística (BRL) del ejercito requería calcular las tablas de trayectoria de

tiro, para elaborarlas con exactitud y en un tiempo razonable. Para esto empleaba más de 200 personas que con calculadoras de mesa resolvían las ecuaciones balísticas. Para la elaboración de una sola tabla se podía requerir p qhoras, incluso días. Bajo este marco, en la Moore School og Engineering, en Pensilvania, E.U.A., bajo la dirección de J.W. Mauchly y P.P. Eckert se propuso construir una máquina de uso general con tubos al vacío para utilizarla en las aplicaciones de la BRL la cual se llamó ENIAC y se inició en 1943aplicaciones de la BRL, la cual se llamó ENIAC y se inició en 1943, concluyéndose hasta 1946.

•Esta pesaba 30 toneladas, contenía cerca de 19,000 válvulas y consumía 150 kW de potencia. Era bastante más rápida que cualquier computador de la época ya que podía realizar 5000 sumas en un segundo. •La ENIAC era una máquina decimal y no binaria. Su memoria consistía de 20 acumuladores capaces de contener cada unoSu memoria consistía de 20 acumuladores capaces de contener cada uno un número decimal de 10 dígitos. Cada dígito estaba representado por un anillo de 10 tubos al vacío.•Era programada manualmente mediante interruptores y conectando y desconectando cables.


‐En 1944, John von Neumann se incorporó al proyecto y propuso que elEn 1944, John von Neumann se incorporó al proyecto y propuso que el programa de computación debía almacenarse electrónicamente dentro del computador; esto se conoció como programa almacenado. La primer publicación que salió a la luz fue el de von Neumann cuya propuesta fue el EDVAC (El i Di V i bl C ) 1945EDVAC (Electronic Discret Variable Computer) en 1945.

‐Von Neumann escribió en 1946, en colaboración con Arthur W. Burks y Herman H. Goldstine, Preliminary Discussion of the Logical Design of an, y f g g fElectronic Computing Instrument, que contiene la idea de Máquina de Von Neumann, que es la descripción de la arquitectura que, desde 1946, se aplica a todos los computadores que se han construido.


‐Y en 1946, von Neumann y sus colegas empezaron, en el Instituto de EstudiosY en 1946, von Neumann y sus colegas empezaron, en el Instituto de Estudios Avanzados de Princeton el diseño de un nuevo computador de programa almacenado, que llamaron IAS. Este no fue completado sino hasta 1952. Este es el prototipo de toda una subsecuencia de computadores de uso general.

•Una memoria principal que almacena tanto datos como instrucciones. •Una unidad aritmético‐lógica (ALU) capaz de hacer operaciones con datos binarios.•Una unidad de control que interpreta las instrucciones en memoria y provoca su ejecución.•Un equipo de entrada salida (E / S) dirigido por la unidad de control.

‐1947 Eckert y Mauchly formaron la Eckert – Mauchly Computer Corporation para fabricar computadores con fines comerciales. Su primera máquina de éxito fue la UNIVAC I (Universal Automatic Computer) que fue usada por la oficina de censo en 1950. Estaba diseñada tanto para aplicaciones científicas como comerciales: operaciones algebraicas con matrices, problemas de estadística, reparto de primas para las compañías del seguro de vida y problemas logísticosproblemas logísticos.


‐La UNIVAC II tenía mayor capacidad de memoria y más aplicaciones que la UNIVAC I saliendo al mercado a finales de los 50 e ilustra varias tendencias queUNIVAC I, saliendo al mercado a finales de los 50 e ilustra varias tendencias que han permanecido como características de la industria de las computadoras. Avances de la tecnología permiten construir computadoras más grandes y más potentes; además cada compañía intenta hacer sus nuevas máquinas superiores y compatibles con las anteriores. Por ejemplo, la división UNIVAC desarrolló la serie 1100, cuyo primer modelo fue la UNIVAC 1103, y sus sucesores estaban diseñadas para aplicaciones científicas que implicaban cálculos largos y complejos mientras que otros se centraban en el procesamiento de grandescomplejos mientras que otros se centraban en el procesamiento de grandes textos.


SEGUNDA GENERACION: Los transistoresSEGUNDA GENERACION: Los transistores

‐ En 1947, John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley inventan el transistor, recibiendo el Premio Nobel de Física en 1956. Un transistor ,contiene un material semiconductor, normalmente silicio, que puede cambiar su estado eléctrico. En su estado normal el semiconductor no es conductivo, pero cuando se le aplica un determinado voltaje se convierte en conductivo y la corriente eléctrica fluye a través de éste funcionandoen conductivo y la corriente eléctrica fluye a través de éste, funcionando como un interruptor electrónico. .‐IBM fue la primer compañía en lanzar esta nueva tecnología en computadores a finales de los 50, seguido de NCR y, con más éxito RCA.

‐IBM volvió a sacarlos a través de la serie 700.

‐En la segunda generación se introdujeron unidades lógicas y aritméticas y de control más complejas, el uso del lenguaje de programación de alto nivel y se proporcionó el software del sistema con el computador.


‐La IBM introdujo su serie 700 desde 1952 hasta la introducción del úl i i b d l i ( )último miembro en 1964 de la serie 7000 (7094).

‐El tamaño de la memoria principal, en múltiplos de 210 de palabras de 36 bits, creció de 2K a 32K palabras, mientras que el tiempo de acceso a , p , q puna palabra de memoria, el tiempo de ciclo de memoria, cayó de 30 s a 1.4 s.

El ú d ódi d ió ió d d t 24 185‐El número de códigos de operación creció de un modesto 24 a 185.


LA TERCERA GENERACIÓN Los circuitos integradosLA TERCERA GENERACIÓN: Los circuitos integrados.

‐A un transistor simple y autocontenido se le llama componente discreto En los 50 y principios de los 60 los equipos electrónicosdiscreto. En los 50 y principios de los 60, los equipos electrónicos estaban compuestos en su mayoría por componentes discretos.

‐En 1958 ocurrió la invención del circuito integrado, el cual define la tercera generación de computadoras.

‐Microelectrónica se define como pequeña electrónica.

‐En 1964 IBM anuncia el sistema / 360, una nueva familia de productos de computadoras. Era incompatible con las máquinas anteriores. Abarcaba un amplio rango de prestaciones y servicios, tal cual lo era una familia. Los distintos modelos eran compatibles entre si.

‐ El modelo más barato era el modelo 30. A partir de este podía crecerse sin necesidad de cambiar de software.crecerse sin necesidad de cambiar de software.


‐ Las características de una familia son:•Conjunto de instrucciones similar o idéntico: Un conjunto puede ser un subconjunto de la siguiente.•Sistemas operativos similares o idénticos: se añaden características complementarias.complementarias.•Velocidad creciente.•Número creciente de puertos de E / S.•Tamaño de memoria creciente.C t i t•Costo creciente.

‐ En el mismo año en que IBM lanzó su primer Sistema / 360 tuvo lugar otro lanzamiento trascendental: el PDP – 8 de DEC.‐ Fue el primer computador de escritorio. No podía realizar lo mismo que los computadores de la serie S / 360 pero era lo bastante barato como para poder introducir bastantes más de ellos al mercado.El bajo costo y pequeño tamaño del PDP 8 permitía a otros fabricantes‐ El bajo costo y pequeño tamaño del PDP‐8 permitía a otros fabricantes

comprar varios de estos e integrarlos en un sistema global para revenderlo. Estos otros fabricantes se conocían como fabricantes de equipos originales OEM´s) y el mercado de los OEM’s llegó a tener, y aún tiene, la mayor cuota del mercado de computadoras.‐ A diferencia de un conmutador central usada por IBM en sus sistemas 700 / 7000 y 360, los últimos modelos del PDP‐8 usaban una estructura que ahora es casi universal: la estructura de Bus


ÚLTIMAS GENERACIONESÚLTIMAS GENERACIONES

L i li ió d l i i i d f l ió d‐ La primer aplicación de los circuitos integrados fue la construcción de memorias semiconductoras, sustituyendo a los pequeños anillos de material de ferrita. Estos se magnetizaban en un sentido y representaban un 1, si se magnetizaban en el otro sentido representaban un cero. Además usaban una g plectura destructiva, por lo que se requería de circuitos que restituyesen el dato tan pronto como se extraía.

En 1970 Fairchaild introdujo la primer memoria semiconductora con 256 bits‐En 1970 Fairchaild introdujo la primer memoria semiconductora con 256 bits de memoria y 70 milimillonésimas de segundo para leer un bit.

‐ En 1971 se hizo la primer innovación: Intel desarrolló su 4004 que fue el primer chip que contenía todos los componentes de la CPU en un solo chip, por lo que se le llamó microprocesador.


Más allá de la tercera generación hay menos acuerdo general en la definición de las generaciones de computadoras. Una propuesta es la siguiente:

Cuarta generación (LSI)

1972‐1977, introducción de a gran escala (LSI) en la cual podría haber más de 1000 componentes en un simple chip.

‐El Altair 8800, producido por una compañía llamada Micro Instrumentation and Telemetry Systems (MITS), se vendía a 397 dólares, lo que indudablemente contribuyó a su popularización. No obstante, el Altair requería elevados

i i d ió í 2 6 b d i l bconocimientos de programación, tenía 256 bytes de memoria y empleaba lenguaje máquina. Dos jóvenes, William Gates y Paul Allen, ofrecieron al dueño de MITS, un software en BASIC que podía correr en el Altair. El software fue un éxito y, posteriormente Allen y Gates crearon Microsoft. y, p y

‐Paralelamente, Steven Wozniak y Steven Jobs, también a raíz de ver el Altair8800 en la portada de Popular Electronics, construyen en 1976, la Apple I. Steven Jobs con una visión futurista presionó a Wo niak para tratar de vender el modeloJobs con una visión futurista presionó a Wozniak para tratar de vender el modelo y el 1 de Abril de 1976 nació Apple Computer. En 1977, con el lanzamiento de la Apple II, el primer computador con gráficos a color y carcasa de plástico, la compañía empezó a imponerse en el mercado.


Quinta generación (VLSI)

1978‐ introducción de la muy alta escala de integración (VLSI) que lograron1978‐ , introducción de la muy alta escala de integración (VLSI) que lograron 10000 componentes en un solo chip, y los VLSI actuales pueden contener más de 100000 componentes en un solo chip.

‐En 1981, IBM estrena una nueva máquina, la IBM Personal Computer, protagonista absoluta de una nueva estrategia: entrar en los hogares. El corazón de esta pequeña computadora, con 16 Kb de memoria (ampliable a 256), era un procesador Intel, y su sistema operativo procedía de una empresa256), era un procesador Intel, y su sistema operativo procedía de una empresa recién nacida llamada Microsoft.

‐En 1984, Apple lanza la Macintosh, que disponía de interfaz gráfico para el i ó hi l f ilid d dusuario y un ratón, que se hizo muy popular por su facilidad de uso.


Electronic Numerical Integrator and Calculator(ENIAC)


Lector deTarjetas

Impresoradetarjetas

MultiplicadorDivisor yRaizCuadrada

Tablas deFunciones A1 A2 A20.......

UnidadProgramadorMaestro

Estructura (Arquitectura) de la ENIAC


Vistas de la ENIAC


Vistas de la ENIACVistas de la ENIAC


EDVACEDVAC

( ) d l á l l d lLa estructura (arquitectura) de la EDVAC es prácticamente la misma que la de la ENIAC con algunas diferencias. Tenía una memoria de 1024 localidades, es decir 1K palabras, llamada memoria principal que almacenaba los datos e instrucciones más utilizados; una memoria secundaria de 20K palabras más lenta ; pde tipo magnético, con datos o instrucciones con menor uso. Las instrucciones aritméticas tenían el siguiente formato:

A A A A OPA1 A2 A3 A4 OP

Donde OP es la operación a realizar (suma, resta, multiplicación o división) con los contenidos de las direcciones A1 y A2 y colocar el resultado en la localidad de 1 2memoria A3. La cuarta dirección A 4 específica la localidad de la siguiente instrucción a ser ejecutada.


El salto condicional:

A1 A2 A3 A4 C

Si A1<A2 salta a A3Si A1>A2 salta a A4

La transferencia de datos:

A A A WA1 m, n A3 A4 W

Si m=1, haciaSi m=2, desde,


MARK I y II


Vista de la MARK IVista de la MARK I


Vista de la MARK IIVista de la MARK II


Howard Aiken


La máquina de von Newmann(IAS)


Constitución general de la IAS

M

Constitución general de la IAS

Unidad

A it éti

CA

M

Aferentes (sensoriales): I

Memoria

principal

Equipos

de E / S

Aritmético

Lógica

Unidad de

control de

programa

Eferentes (motoras): R

programa

CC4096


0 1 39

Bit de signo

(a) Palabra de Número

Instrucción Izquierda Instrucción Derecha

0 8 3919 20 28

Instrucción Izquierda Instrucción Derecha

(b) Palabra de Instruccción

CodeOp CodeOpDirección Dirección

Formatos de Palabra de la IAS


Unidad Aritmético Lógica Constitución de interna de la IASAC MQ

Circuitos Aritmético‐Lógicos

Equipo de

Entrada / Salida

interna de la IAS

MBR

Instrucciones

IBRPC

Instruccionesy datos

MARIRMemoria principal (M)

CircuitodeControl

SeñalesdeControl

Unidad de Control de Programa


La IBM 7094 (Serie 7000)


ImpresoraDisco Disco

d d l d

AC MQ

Unidad de

Lector de Tarjeta

Unidad Central de Procesamiento

DR

Circuitos Lógicos‐Aritméticos

ProcesadorIO

ProcesadorIO

Unidad deControl de

Disco

Cinta Magnética

DR

RegistrosIndice

Consola deOperador Unidad de Control

de Memoria(Multiplexor)

IO(canal)

IO(canal)

.

.

IBR

SumadoresIndice

IndiceXR (1‐7)

Núcleod

(Multiplexor)

IR AR PC

de Memoria (M)

Direcciones de Memoria

.

.

Circuitosde Control

Señales deControl Constitución interna de la IBM 7094


Representación de Instrucciones de la IBM 7094

0 1 35

p

S

35

Número de Punto Fijo

0 1

S

35

Exponente Mantisa

9

350 21

pNúmero de Punto Flotante

OpCode Dirección

InstrucciónInstrucción


A dispositivos de I / O

SR

Control Datos

Señales del

Circuitos de EnsambleDesensamble

Circuitos de C t l IOP

.....control

Control IOP

IR PC

DR DC AR

Al bus de datosde la Memoria

Al bus de direccionesde la Memoria

Estructura interna del IOPDe la IBM 7094


LA BURROUGHS 5000


CPU

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8

Módulos de Memoria Principal

CPU1

CPU2

IOP1

Intercambiode

EntradSalida

1

IOP2

IOP3

IOP4Intercambio de Memoria...

Dispositivos de E/SDispositivos de E/S

Esquema de la Burroughs 5000


ILLIAC IV


EL SISTEMA IBM 360 / 370


Almacenamiento Almacenamiento Almacenamiento

Unidad deControl de

Unidad deControl de

de cinta de disco de disco

MemoriaPrincipal

IOP(Selector de

Canal)

Cinta Disco

Interfase de entrada/salidaUnidadde controlde Memoria

IOP(Multiplexor de

Canal)

/

Interfase de entrada/salida

CPU

Canal)

Unidad de Control

Unidad de Control

Unidad de Control

ConsolaLector deTarjeta

Impresoraen Línea

Esquema del sistema 360 / 370


Zona ZonaDígito Dígito Signo Dígito

Byte de orden bajo

Byte de orden bajo

Número Decimal

SignoDígitoDígitoDígitoDígitoDígito

3115

Número Decimal empaquetado

0 1

12763317 8

Número Binario de Punto FijoS

0 1

Exponente Mantisa

1 Byte

Número Binario de Punto Flotante

S

y

Caracter Caracter Caracter

Datos alfanuméricos

Formatos de palabras de datos del Sist. 360 / 370


CodeOp R1 R20 8 15

OPND1 OPND2

Instrucción RR

CodeOp R1 X2 B2 D2

0 8 12 16 20 31

OPND1 OPND2

Instrucción RX

CodeOp R1 B2R3 D2

OPND1 OPND2OPND3

Instrucción RS

CodeOp D1B1I2

OPND1OPND2

Instrucción SI

0 8 16 20 32 36 47CodeOp D2D1 B2B1L0 8 16 20 32 36 47

OPND2OPND1Longitud delOperando

Instrucción SS

Formatos palabras de instrucciones del Sist 360 / 370Formatos palabras de instrucciones del Sist. 360 / 370


16 Registros generalesde 32 bits

4 Registros4 Registros de puntoflotante de64 bits

Unidad Unidad UnidadAritmética dePunto Fijo

AritméticaDecimal

Aritmética dePunto Flotante

Buses Internos

AR IR PC DR

U id d d

Palabra de Estado dePrograma Unidad de

Control deMemoria

A memoriaPrincipal

Programa

CPU del Sist 360 / 370CPU del Sist. 360 / 370


UNIDAD IIMEDIDA DE PRESTACIONESMEDIDA DE PRESTACIONES

Arquitectura de Computadoras M. en C. Jesús García Ruiz 52

Tendencias tecnológicas

•Desde principios de los 80’s las mejora de los procesadores se debía a mejoras en la capacidad de los circuitos integrados.

•Se mejora la densidad, velocidad y tamaño.

•La mejora ha sido geométrica en vez de lineal. Esto se conoce como la Ley deLa mejora ha sido geométrica en vez de lineal. Esto se conoce como la Ley de Moore.

•La tecnología de fabricación ha tenido mejoras de 35 a 50 % anual. Aunque la j l id d h id d bid l l it t lmejora en velocidad ha sido debido a los avances en la arquitectura y en la

organización en un computadora.


Medida de prestaciones

•El término de prestaciones resulta dudoso en el contexto de la computación.

•Este describe la rapidez de un sistema dado para ejecutar uno o varios programas.

•Los arquitectos de computadoras han propuesto una serie de parámetros para describir las prestaciones de un computadorpara describir las prestaciones de un computador.

MIPS

M did d CPI/IPC

Benchmark SuitesMedia Aritmética

Media Geométrica

Medida deprestaciones


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