Arquitectura de Computadores
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- Mercedes Segura Valenzuela
- hace 6 años
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1 Dr. Yván Jesús Túpac Valdivia Programa Profesional de Ciencia de la Computación Enero 2014 TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 1/16
2 Definición Introducción es el arte y ciencia de seleccionar e interconectar componentes de hardware para crear computadoras que satisfagan objetivos funcionales, de rendimiento y de costo. a a Arquitectura de computadores no se refiere a usar computadora para el diseño de edificaciones (CAD). Client s requirements: function, cost,... Client s taste: mood, style,... Interface Goals Means Architect Construction technology: material, codes,... Engineering Interface Arts The world of arts: aesthetics, trends,... TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 2/16
3 Sistemas Personales/trabajo TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 3/16
4 Sistemas Móviles TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 4/16
5 Sistemas incorporados (Empotrados, embebidos) TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 5/16
6 Partes de un sistema de computación Memory Control Input Processor Link Input/Output path Output CPU To/from network I/O TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 6/16
7 Ley de Moore TIPS Processor Tb Processor performance GIPS MIPS 1.6 / yr 2 / 18 mos 10 / 5 yrs kb Mb R10000 Pentium II Pentium Mb 64Mb 4Mb 16Mb 4 / 3 yrs 1Gb Memory Gb Mb Memory chip capacity 64kb kips kb Calendar year TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 7/16
8 ucciones y ejecución Microprocesador Microprocesadores conocidos en el mercado TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 8/16
9 ucciones y ejecución Microprocesador Diagrama de un microprocesador típico Microprocesador Decodificación (Paso 2) Unidad de Control Reloj (GHz) Unidad A/L Ejecución (Paso 3) Memoria Cache L3 (12ns) istros del microprocesador Fetch (Paso 1) Memoria Cache L1 (1ns) Store (Paso 4) Unidad Central de Proceso (CPU) Memoria Cache L2 (6ns) TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 9/16
10 ucciones y ejecución ucciones y ejecución ucción de alto nivel y equivalente en MIPS PC Línea de código de alto nivel a = b + c ucción en ensamblador add $t8, $s2, $s1 ucción en lenguaje máquina ucción de istro $18 istro $17 istro No $24 usado Código de adición Caché de instrucciones istros Caché de datos (inactivo) istros $17 $18 $24 Extracción de instrucción Lectura de registros Operación Lect/Almac de datos Escritura en registro TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 10/16
11 ucciones y ejecución ucciones y ejecución ucciones aritméticas Ejemplo: sea la sentencia g = (b + c) - (e + f), que en MIPS podría escribirse como: add $t8, $s2, $s3 # poner la suma b + c en $t8 add $t9, $s5, $s6 # poner la suma e + f wn $t9 sub $s7,$t8, $t9 # hacer g = ( $t8 ) -( $t9 ) Una instrucción máquina usualmente contiene - Un código de operación - Uno o más operandos - Un posible destino TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 11/16
12 ucciones y ejecución ucciones y ejecución Ejecución de ucciones Secuencial PC Memoria RAM (40 ns) Microprocesador (0.3 ns) Reservado Caché de instrucciones istros Caché de datos istros Programa $17 $18 $ Datos estáticos Extracción de instrucción Lectura de registros Operación Lect/Almac de datos Escritura en registro f f f f Datos dinámicos Pila 7 f f f f f f c TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 12/16
13 ucciones y ejecución ucciones y ejecución Ejecución de ucciones Pipeline Memoria RAM (40 ns) Microprocesador en pipelining (0.3 ns) Reservado Programa f f f f Datos estáticos Datos dinámicos.. Pila 7 f f f f f f c TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 13/16
14 ucciones y ejecución ucciones y ejecución Ejecución de ucciones Multicore Memoria RAM (40 ns) Microprocesador en multicore (0.3 ns) Reservado Programa Datos estáticos f f f f Datos dinámicos.... Pila 7 f f f f f f c TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 14/16
15 ucciones y ejecución ucciones y ejecución Cambio de contexto e Interrupciones Interrupción Avisos de I/O Noción de interrupciones e interrupciones anidadas Jugar Grand Theft Auto V 18:55 19:40 20:01 20:42 21:46: Cenar Leer y enviar Conversar por teléfono Estómago avisa por hambre e interrumpe Llamadas de ofertas Llegada de 20:53 21:20 Llamada del mejor amigo TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 15/16
16 ucciones y ejecución Previsiones falladas en Tecnología de Computación DOS addresses only 1 MB of RAM because we cannot imagine any applications needing more. (Microsoft, 1980) TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 16/16
17 ucciones y ejecución Previsiones falladas en Tecnología de Computación DOS addresses only 1 MB of RAM because we cannot imagine any applications needing more. (Microsoft, 1980) 640K ought to be enough for anybody (Bill Gates, 1981) TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 16/16
18 ucciones y ejecución Previsiones falladas en Tecnología de Computación DOS addresses only 1 MB of RAM because we cannot imagine any applications needing more. (Microsoft, 1980) 640K ought to be enough for anybody (Bill Gates, 1981) Computers in the future may weigh no more than 1.5 tons. (Popular Mechanics) TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 16/16
19 ucciones y ejecución Previsiones falladas en Tecnología de Computación DOS addresses only 1 MB of RAM because we cannot imagine any applications needing more. (Microsoft, 1980) 640K ought to be enough for anybody (Bill Gates, 1981) Computers in the future may weigh no more than 1.5 tons. (Popular Mechanics) I think there is a world market for maybe five computers. (Thomas Watson, IBM Chair, 1943) TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 16/16
20 ucciones y ejecución Previsiones falladas en Tecnología de Computación DOS addresses only 1 MB of RAM because we cannot imagine any applications needing more. (Microsoft, 1980) 640K ought to be enough for anybody (Bill Gates, 1981) Computers in the future may weigh no more than 1.5 tons. (Popular Mechanics) I think there is a world market for maybe five computers. (Thomas Watson, IBM Chair, 1943) There is no reason anyone would want a computer in their home. (Ken Olsen, fundador de DEC, 1977) TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 16/16
21 ucciones y ejecución Previsiones falladas en Tecnología de Computación DOS addresses only 1 MB of RAM because we cannot imagine any applications needing more. (Microsoft, 1980) 640K ought to be enough for anybody (Bill Gates, 1981) Computers in the future may weigh no more than 1.5 tons. (Popular Mechanics) I think there is a world market for maybe five computers. (Thomas Watson, IBM Chair, 1943) There is no reason anyone would want a computer in their home. (Ken Olsen, fundador de DEC, 1977) The 32-bit machine would be an overkill for a personal computer. (Sol Libes, ByteLines, 1980) TÚPAC, Y. (CS/UCSP) Enero 2014, Pág 16/16
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