INDICE 2. Organización de computadoras 3. El Nivel de Lógica Digital

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1 INDICE Prefacio XV 1. Introducción Lenguajes, niveles y maquinas virtuales Maquinas multinivel actuales Evolución histórica de las maquinas multinivel Hardware, software y maquinas multinivel Cronología histórica de la arquitectura de computadoras La generación cero Computadoras mecánicas ( ) La primera generación bulbos ( ) La segunda generación transistores ( ) La tercera generación circuitos integrados ( ) La cuarta generación computadoras personales u VLSI ( ?) La familia Intel La familia Motorola Plan del libro Organización de computadoras Procesadores Ejecución de instrucciones Organización de la unidad central de proceso (CPU) Ejecución de instrucciones en paralelo Memoria Bits Direcciones de memoria Ordenamiento de bytes Códigos para corrección de errores Memoria secundaria Dispositivos de Entrada / salida Terminales Modems Ratones Impresoras Códigos de caracteres Resumen El Nivel de Lógica Digital Compuertas y algebra booleana Compuertas Algebra booleana Implementación de funciones booleanas Equivalencia de circuitos Circuitos digitales básicos Circuitos integrados Circuitos combinacionales Circuitos aritméticos Relojes Memoria Biestables 113

2 3.3.2 Flip-flops y registros Organización de al memorias propiedades de las memorias Microprocesadores y Buses Microprocesadores Buses de computadora Buses síncronos Buses asíncronos Arbitraje del bus Manejo de interrupciones Ejemplos de Microprocesadores Los microprocesadores Intel 8088/80286/ Los microprocesadores Motorola 68000/68020/ Comparación entre los microprocesadores y Ejemplos de Buses El bus de la IBM PC El bus de la IBM PC/AT Interconexión Chips de E/S Decodificación de direcciones Resumen El Nivel de Microprogramación Repaso sobre el nivel de lógica digital Registros Buses Multiplexores y decodificadores Relojes Memoria principal Encapsulado de los componentes Una Microarquitectura Típica La trayectoria de datos Microinstrucciones Cronología de las microinstrucciones Secuencia de las microinstrucciones Una Macroarquitectura Típica Pilas El juego de macroinstrucciones Microprogramación: Un Ejemplo El lenguaje microensamblador El ejemplo de microprograma Observaciones sobre el microprograma Perspectivas El diseño del Nivel De Microprogramación Microprogramación horizontal frente a microprogramación vertical Nanoprogramación Mejora del rendimiento Procesamiento en línea (pipeline) Memoria Caché 234

3 4.6. Ejemplos el nivel de Microprogramación La microarquitectura del Intel La microarquitectura del Motorola El Nivel de Maquina Convencional Ejemplos del nivel de maquina Convencional La familia Intel 8088/80286/ La familia Motorola 68000/68020/ Comparación de los microprocesadores y Formatos de Instrucción Criterios de diseño de formatos de instrucción Códigos de operación con extensión Ejemplos de formatos de instrucciones Direccionamiento Direccionamiento inmediato Direccionamiento directo Direccionamiento de registros Direccionamiento indirecto Indexación Direccionamiento por medio de pilas Ejemplos de Direccionamiento Observaciones acerca de los modos de direccionamiento Tipos de Instrucciones Instrucciones de movimiento de datos Operaciones binarias Operaciones unirías Comparaciones y saltos condicionales Instrucciones de llamada a procedimiento Control de iteraciones Entrada /Salida Flujo de Control Flujo de control secuencial y saltos Procedimientos Corrutinas Desvíos Interrupciones Resumen El nivel de maquina de sistema operativo Memoria virtual Paginación Implementación de a paginación paginación por demanda y modelo de conjunto de trabajo Política de sustitución de paginas Tamaño de pagina y fragmentación Segmentación Implementación de la segmentación Memoria virtual MULTICS Memoria virtual en el Intel Memoria virtual en el Motorola

4 Comparación de los microprocesadores y Instrucciones virtuales de Entrada / Salida Archivos secuenciales Archivos de acceso aleatorio Implementación de las instrucciones virtuales de E / S Instrucciones para manejo de directorio Instrucciones Virtuales Usadas en el Procesamiento Paralelo Creación de procesos Condiciones de carrera Sincronización de procesos mediante semáforos Ejemplos de Sistemas Operativos Ejemplos de memoria virtual Ejemplo de E/S virtual I/O Ejemplos de la administración de procesos Comparaciones entre UNIX y OS Resumen El Nivel de Lenguaje Ensamblador Introducción al lenguaje ensamblador Qué es un lenguaje ensamblador? Formato de una sentencia en lenguaje ensamblador Comparación entre lenguaje ensamblador y lenguajes de alto nivel Afinación de programa El Proceso de Ensamblaje Ensambladores de dos pasadas La primera pasada La segunda pasada La tabla de símbolos Macros Definición, llamada y expansión de una macro Macros con parámetros Implementación de macros en un ensamblador Montaje (LINKING) y Carga Tareas realizadas por el programa ensamblador Estructura de un módulo objeto Tiempo de ligadura y reubicación dinámica Enlace dinámico Resumen Arquitectura de Computadoras Avanzadas Maquinas RISC evolución de la arquitectura de las computadoras Principios de diseño de las máquinas RISC Uso de registros El gran debate de la RISC frente a la CISC Un ejemplo de arquitectura RISC: SPARC Un segundo ejemplo de RISC: MIPS Arquitectura en Paralelo Descripción general de las computadoras en paralelo Computadoras MIMD de memoria desarticulada 556

5 Multiprocesadores MIMD de memoria compartida con etapas 570 múltiples Multiprocesadores MIMD de memoria compartida con etapas 570 múltiples Computadoras SIMD en papuelo y la máquina de conexión Computadoras vectoriales SIMD Computadoras de flujo de datos Resumen Lecturas Recomendadas y Bibliografía Sugerencias para Lectura Posterior Introducción y temas generales Organización de computadoras El nivel de lógica digital El nivel de microprogramación El nivel de máquina convencional El nivel de máquina del sistema operativo El nivel del lenguaje ensamblador Arquitecturas avanzadas Números binarios y aritmética de punto flotante Bibliografía por orden Alfabético 612 Apéndices A. Números Binarios 624 A.1. Números de precisión finita 624 A.2. Sistemas de numeración 626 A.3. Conversión de una base en otra 628 A.4. Números binarios negativos 631 A.5. Aritmética binaria 633 B. Números en Punto Flotante 637 B.1. Principios del punto flotante 638 B.2. Norma No. 754 de punto flotante del IEEE 641 Índice Analítico 647