Arquitecturas de computadoras

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1 Arquitecturas de computadoras Colaboratorio Nacional de Computación Avanzada (CNCA) 2014

2 Contenidos 1 Computadoras 2 Estación de Trabajo 3 Servidor 4 Cluster 5 Malla 6 Nube 7 Conclusiones

3 Computadoras Cómo definir la computadora? Máquina de estados, acepta entradas, las manipula según instrucciones bien definidas, genera un resultado consistente con sus entradas. Por ejemplo, una computadora electrónica. Dispositivos: entrada, salida, procesamiento.

4 CPU Componentes: unidad aritmético-lógica (ALU), registros, control de instrucciones. Ciclo del CPU: 1 Recuperar instrucción 2 Decodificar 3 Coordinar la ejecución 4 Regresar a (1) Diagrama de ejecución de procesador MIPS.

5 CPU La velocidad del CPU se mide por su frecuencia del reloj (Hz). Conjuntos de instrucciones: Definición funcional del procesador, qué operaciones soporta. Mecanimos de almacenamiento y cómo se accesan. Comunicación entre programas y procesador. Algunos conjuntos de instrucciones: 8086 x86 64 Power ISA Pentium IV

6 Memoria Celdas consecutivas con capacidad de almacenamiento de 1 bit. La Memoria Principal de una computadora se conoce como RAM (Random Access Memory) Tiempo de acceso constante para cualquier posición. Se utiliza para almacenar datos y programas a ser ejecutados por el CPU. Circuitos integrados de memoria.

7 Jerarquía de Memoria Registros: rápidos y cercanos al CPU Caché: memoria de trabajo RAM: acceso aleatorio, memoria principal.

8 Estación de Trabajo Equipos de escritorio o portatiles para uso de una sola persona. Tareas típicas: procesadores de texto, hojas de calculo, navegadores de internet, visualización de datos. Características: Memoria: 4GB RAM; Procesador: 1-4 núcleos; Almacenamiento: 250 GB. Bajo consumo de energía. Bajo costo. Baja rendimiento. Poco espacio.

9 Estación de Trabajo

10 Servidor Equipos de procesamiento intensivo. Atienden multiples solicitudes o usuarios. Tareas típicas: hospedaje de páginas web, bases de datos o aplicaciones de procesamiento. Características: Memoria: 16+GB RAM; Procesador: 4-8 núcleos; Almacenamiento: 1+TB. Mediano consumo de energía. Mediano costo. Mediano rendimiento. Poco espacio.

11 Servidor

12 Cluster Equipos distribuidos de procesamiento intensivo. Compuesto de varios servidores que trabajan en conjunto para resolver una tarea. Tareas típicas: análisis de datos, aplicaciones cientificas de alto rendimiento, simulaciones, cálculos, balanceo de cargas. Características: Memoria: 128+GB RAM; Procesador: 40+núcleos; Almacenamiento: 1+TB. Alto consumo de energía. Alto costo. Alto rendimiento. Mucho espacio.

13 Cluster

14 Malla Equipos distribuidos de amplio proposito. Compuesto de varios recursos que trabajan en conjunto para resolver diferentes tareas. Tareas típicas: análisis de datos, aplicaciones cientificas de alto rendimiento, simulaciones, cálculos, plataformas de desarrollo. Características: Memoria: 128+GB RAM; Procesador: 40+núcleos; Almacenamiento: 1+TB. Alto consumo de energía. Alto costo. Alto rendimiento rendimiento. Mucho espacio.

15 Nube La nube es un término de negocios que hace referencia a la venta o alquiler de servicios informáticos o computacionales a través de una red (Internet) Bajo este modelo, el cliente contrata el servicio dadas sus necesidades, a bajo costo y de manera transparente. Los servicios en la nube son faciles de escalar cuando el recurso se encuentra disponible, gracias a la software intermedio (middleware). Se pueden brindar servicios en tres niveles, software, plataforma o infraestructura. Ejemplos: Office 365, Google Docs, icloud.

16 Conclusiones Existen muchos tipos diferentes de arquitecturas de computadoras. Cada arquitectura tiene un objetivo particular, ya sea muy específico o general. No todos los problemas se pueden resolver con todas las arquitecturas de forma eficiente: hay que encontrar la que mejor se adapte.

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