Sistemas numéricos y microprocesadores
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Sistemas numéricos y microprocesadores

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Pequeña descripción sobre Sistemas numéricos y microprocesadores

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Sistemas numéricos y microprocesadores Presentation Transcript

  • 1. Sistemas numéricos y microprocesadores
  • 2. Notación Binaria
    • Para comprender el sistema binario, primero tenemos que comprender los sistemas numéricos
    • 1ª Regla: Contar usa símbolos
    • 2ª Regla: El número de símbolos es igual a la base en la cual vamos a contar
    • En el sistema decimal, usamos diez símbolos
    • 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
    • 3ª Regla: El valor de un símbolo viene determinado por su posición
    • 4ª Regla; Usamos el símbolo ‘0’ para identificar posiciones
    • 5ª Regla: Determinamos el valor multiplicando el símbolo por sus posición: La posición se cuenta desde el lado derecho del número
    • Primera posición =Símbolo X base0
    • Segunda posición=Símbolo X base1
    • ----
    • Enésima posición=Símbolo X basen
  • 3. Notación Binaria
    • 6ª Regla: El símbolo ‘0’ se usa para denotar una posición sin ningún valor
    • Ejemplo: El valor 1356 se construye en notación decimal de la siguiente manera
      • 1356= 1 X 1000 +3 X 100+5 X 10+6
    6 5 3 1 10 0 10 1 10 2 10 3
  • 4. Notación Binaria
    • ¿Cuál es el valor decimal de este número binario?
    • 1 0 0 1 0 1 1 1
    • Ponemos valor de las posiciones para ayudarnos
    • 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0
    • 1 0 0 1 0 1 1 1
    • Calculamos el valor en decimal del número binario:
    • 1·2 7 +0·2 6 +0·2 5 +1·2 4 +0·2 3 +1·2 2 +1·2 1 +1·2 0 = 151
  • 5. Notación Binaria
    • Los ordenadores usan notación binaria porque sólo pueden estar en uno de dos estados: “Apagado” o “encendido”, “Verdadero” o “Falso”
    • Para hacerlo menos trabajoso, los programadores e ingenieros de sistemas pueden utilizar múltiplos de base 2
    • Octal o de base 8
    • Hexadecimal o de base 16
    • ¿Valor decimal del hexadecimal: AAC1?
    43713 TOTAL = =40960 A(10 X 16 3 =2560 A(10) X 16 2 =192 C(12) X 16 1 =1 1 X 16 0
  • 6. Código de ordenador
    • Los ordenadores usan grupos de bits en un código especial para representar caracteres y otros objetos en el ordenador
    • ASCII (Estándar americano para el intercambio de información) usa un código de 8 bits, 7 de datos, uno de paridad, de lo que ya hablaremos, para representar un byte(carácter u objeto único)
    • La letra “a” es representada por :1000001
    • El código ASCII da en torno a 128 combinaciones posibles diferentes(2 7 )
    • EBCDIC(Código de extendido de intercambio binario codificado a decimal) máximo número de combinaciones: 2 8 =256
  • 7. Serie Vs Paralelo
    • El paralelo requiere una línea(Canal) por cada bit
    • Un número de bits-generalmente 8(byte) son mandados a la vez
    • Usado internamente para el bus de datos y el bus de direcciones
    • Usado también externamente para distancias de unos pocos metros: Impresoras, scanners
    • Más complejo y costoso de instalar que el de serie
    • 8 bits leídos por muestra
  • 8. Transmisión en Paralelo BYTE Canales FRED Mandado a través de distintos canales 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 F R E D
  • 9. Transmisión en Serie
    • Usa una línea o canal
    • Se mandan los bits uno tras otro
    • Hay, pues, 8 muestras por bit
    • Usados para largas distancias. De muchos metros
    • Más barato que el paralelo: Protocolo más simple
    • Relativamente más lento que el paralelo(1 Octavo para la misma muestra)
    • La mayor parte de los sistemas de comunicación remota usan transmisión de datos en serie, por ser tecnología más fácil de implementar
    FRED 11100010 00101110 11011010 01011011 F R E D
  • 10. EL MICROPROCESADOR
    • Es el corazón de cualquier ordenador normal
    • El Microprocesador podría ser un Pentium, un K6, un PowerPc, un Sparc o cualquiera de los otros muchos tipos de microprocesadores
    • Todos hacen aproximadamente lo mismo de aproximadamente la misma manera
    • Un microprocesador o CPU es un motor de computación fabricado en un solo chip
    • El primer Microprocesador fue el Intel 4004, introducido en 1971
    • El 4004 no era muy potente y todo lo que podía hacer era sumar y restar
    • Pero era asombroso que todo estuviese en un chip
  • 11. Historia del Microprocesador
    • Antes del 4004, los ordenadores se construían de colecciones de chips o de componentes discontinuos(Transistores cableados uno por vez)
    • Con el 4004 se dié energía a una de las primeras calculadoras electrónicas
    • El primer Microprocesador que se convirtió en un ordenador personal fue el Intel 8080, un ordenador completo de 8 bits en un chip, introducido en 1974
    • El primer Microprocesador que tuvo un impacto significativo en el mercado fue el Intel 8088, introducido en 1979 e incorporado en el IBM PC(que apareció por primera vez en torno a 1982.
  • 12. Historia del Microprocesador
    • El mercado del PC se movió del 8088 al 80286, al 80386, y al 80486, siguiendo con el Pentium, el Pentium II, el Pentium III y el Pentium IV
    • Intel ha hecho todos estos arreglos como mejoras en su diseño básico del 8088
    • El Pentium IV puede ejecutar cualquier fragmento de código que se ejecutase en el original 8088 pero alrededor de 5000 veces más rápido
    • La siguiente tabla explica las diferencias entre los diferentes procesadores que Intel ha introducido con los años
  • 13. Historia del Microprocesador 2300 64 bits, bus de 64 bits 3.0 GHz 0.14 73000000 2003 Pentium V 1700 32 bits, bus de 64 bits 1.5 GHz 2.3 GHz 0.18 0.18 42000000 54000000 2000/ 2002 Pentium IV 510 32 bits, bus de 64 bits 450 MHz 0.25 9500000 1999 Pentium III 300 32 bits, bus de 64 bits 233 MHz 0.35 7500000 1997 Pentium II 100 32 bits, bus de 64 bits 60 MHz 0.8 3100000 1993 Pentium 20 32 bits 25 MHz 1 1200000 1989 80486 5 32 bits 16 MHz 1.5 275000 1985 80386 1 16 bits 6 MHz 1.5 134000 1982 80286 0.33 16 bits, bus de 8 bits 5 MHz 3 29000 1979 8088 0.64 8 bits 2 MHz 6 6000 1974 8080 MIPS Anchura Datos Velocidad reloj Micras Transistores Fecha Nombre
  • 14. Información sobre la tabla anterior
    • Fecha: El año que el procesador fue presentado por primera vez
    • Muchos procesadores son reintroducidos con mayores velocidades de reloj muchos años después de la fecha de presentación
    • Transistores: Número de transistores en el chip
    • Micras: Anchura en micras, del más pequeño circuito impreso en el chip
    • Un pelo humano tiene 100 micras de ancho
    • Velocidad de reloj: Máxima velocidad a la que el chip puede funcionar
    • Anchura de Datos es la anchura de la ALU(Unidad Aritmético-Lógica)
  • 15. Información sobre tabla anterior
    • Una ALU de 8 bits puede sumar, restar, multiplicar, dos números de 8 bits, mientras que uno de 32 puede manipular números de 32 bits
    • Una ALU de 8 bits tendría que ejecutar cuatro instrucciones para sumar dos números de 32 bits, mientras que una de 32 bits tendría que hacer una sola instrucción
    • En muchos casos, el bus de datos externo es de la misma anchura que la ALU, pero no siempre
    • El 8088 tenía una ALU de 16 bits y un bus de 8 bits mientras que los Pentium modernos recogen datos de 64 bits para sus ALUs de 32 bits
    • MIPS: Millones de Instrucciones Por Segundo. Es una medida poco precisa del rendimiento de una CPU
    • Las CPUs modernas pueden hacer tantas cosas que las MIPS han perdido gran parte de su significado pero aquí tiene una sensación del rendimiento de los mismos
    • En general, hay una relación entre la velocidad de reloj y las MIPS