Ing. Jorge Irey [ARQUITECTURA DE COMPUTADORES ] INTRODUCCION Febrero 2008 Universidad Nacional del Callao Escuela de Post ...
<ul><li>DEFINICIÓN DE LA RAE: </li></ul><ul><li>Máquina electrónica, analógica o digital, dotada de una memoria de gran ca...
<ul><li>DEFINICIÓN DE Stallings: </li></ul><ul><li>Máquina digital electrónica programable para el tratamiento automático ...
Diferentes niveles en la arquitectura de un computador <ul><li>Un  computador digital  es una máquina que puede resolver p...
Máquina Multinivel
<ul><li>Utilizar lenguaje máquina es difícil y tedioso. </li></ul><ul><li>Solución: </li></ul><ul><ul><ul><li>Sea L1 el le...
Técnicas de implementación de la máquina multinivel (2) <ul><li>Compilación : Se sustituye cada instrucción del programa e...
<ul><li>Se puede imaginar la existencia de una  máquina virtual  cuyo lenguaje máquina es L2. </li></ul><ul><li>Se pueden ...
<ul><li>La mayoría de las máquinas actuales constan de 6 niveles. </li></ul><ul><li>Los microprogramas son directamente ej...
Niveles de abstracción del computador
<ul><li>Es el hardware de la máquina. </li></ul><ul><li>El nivel inferior sería el nivel de dispositivo. </li></ul><ul><li...
<ul><li>Existe un programa llamado microprograma. </li></ul><ul><li>La función del microprograma es interpretar las instru...
<ul><li>Cada fabricante publica el “Manual de referencia del lenguaje máquina” para cada uno de los computadores. </li></u...
<ul><li>La mayoría de las instrucciones de este nivel están también en el nivel 2 pero además tiene un nuevo conjunto de i...
<ul><li>Lenguaje SIMBOLICO </li></ul><ul><li>Los niveles 4 y superiores son utilizados por los  programadores de aplicacio...
<ul><li>Los lenguajes de alto nivel son más fáciles de utilizar que los lenguajes de niveles inferiores. </li></ul><ul><li...
Relación entre niveles y máquinas virtuales
VISION DEL CURSO
<ul><ul><li>La arquitectura de los computadores ha ido evolucionando a lo largo de la historia. </li></ul></ul><ul><ul><li...
Algunos hitos en el desarrollo del computador
Generaciones Ver:  http://delfosis.uam.mx/~sgb/pdf/Generaciones_de_computadoras.pdf Computadores paralelos 1990 - 5 Comput...
<ul><li>Tecnología: </li></ul><ul><ul><ul><li>Computadores mecánicos o electromecánicos con muchas limitaciones. </li></ul...
Babbage trabajó en dos máquinas mecánicas: La  Máquina de Diferencias , que puede verse en el Museo de la Ciencia de Londr...
<ul><li>El prototipo de Máquina Diferencial se construyó en 1821, con capacidad para resolver polinomios de segundo grado....
Leer:  http://etsiit.ugr.es/alumnos/mlii/Harvard%20Mark%20I.htm Harvard MARK I <ul><li>Oficialmente, se le bautizó como Ha...
<ul><li>Con otros tres ingenieros (Clair D. Lake, B.M. Durfee y F.E. Hamilton), Aiken comenzó a trabajar en 1939 en una má...
<ul><li>Tecnología:  </li></ul><ul><ul><ul><li>Válvula electrónica de vacío. </li></ul></ul></ul><ul><li>Modelos: </li></u...
<ul><li>Modo de funcionamiento: </li></ul><ul><ul><ul><li>Se programa en lenguaje máquina, propio de cada máquina y muy co...
Colossus (1944) Usada por los ingleses para decodificar mensajes alemanes durante la 2da Guerra http://en.wikipedia.org/wi...
Leer:  http://www.columbia.edu/acis/history/eniac.html ENIAC ( 1946)
<ul><li>Construida bajo la dirección de John Mauchly y J. Presper Eckert  </li></ul><ul><li>ENIAC (Electronic Numerical In...
<ul><li>El UNIVAC fue la primera computadora diseñada y construida para un propósito no militar. Fue desarrollada para la ...
... UNIVAC (1946)
Leer:  http://www.dma.eui.upm.es/historia_informatica/Doc/Maquinas/ManchesterMarkI.htm Manchester Mark I (1948) <ul><li>Se...
<ul><li>Tecnología: </li></ul><ul><ul><ul><li>Transistor (John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley, 1947). Ventaja...
El primer transistor
Leer: http://www.rand.org/pubs/research_memoranda/2005/RM5654.pdf JOHNNIAC (1954)
Tarjeta sin perforar
A = 1 5 6 Línea de programa Tarjeta perforada
Leer: http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/mainframe/mainframe_PP704.html http://hawaii.ls.fi.upm.es/historia/grande...
A finales de 1954, John Warner Backus y su equipo publicaron : Reportes Preliminares, Especificaciones para el Sistema de ...
<ul><li>IBM 1401 – IBM 7094:  </li></ul><ul><li>Los programadores llevan tarjetas perforadas </li></ul><ul><li>La 1401 lee...
Fortran Monitor System  Ejemplo de lotes en FORTRAN
ERMA, General Electric (1959) <ul><li>Investigadores de Standford crean el computador &quot;ERMA“ ( Electronic Recording M...
Primer Video Juego    MIT Leer: http://www.osti.gov/accomplishments/videogame.html http://www.farm.de/x/time/60b.html htt...
Invención del Mouse (1964) Leer : http://sloan.stanford.edu/MouseSite/Archive/patent/Mouse.html http://www.sri.com/about/t...
<ul><li>Transistor. El componente principal es un pequeño trozo de semiconductor </li></ul><ul><li>Disminución del tamaño....
<ul><li>Tecnología: </li></ul><ul><ul><ul><li>Circuitos integrados SSI (hasta 100) y MSI (100-3000) </li></ul></ul></ul><u...
<ul><li>La tercera generación de computadoras emergió con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en ...
Leer: http://www-05.ibm.com/es/press/informes/caracteristicasmainframe.html http://www.research.ibm.com/journal/rd/441/amd...
<ul><li>Comercializado a partir de 1964, el IBM 360 fue el primero en usar una la palabra  byte  para referirse a 8 bits (...
Circuitos integrados
Leer: http://ed-thelen.org/comp-hist/GE-635.html http://en.wikipedia.org/wiki/GE-600_series  GE 625 (1965)
<ul><li>Programmed Data Processor (PDP-1)  </li></ul><ul><li>Máquina de “punto-fijo” que usa aritmética binaria. </li></ul...
Fundación de Intel (1968) Foto: http://www.businessweek.com/1997/34/b3541106.htm http://www.intel.com/museum/corporatetime...
/* Laboratorios BELL  By Dennis Ritchie */ #include  main() { for(;;) printf(&quot;Hello world...&quot;
); } Lenguaje C (1...
Leer: http://www.psych.usyd.edu.au/pdp-11/11_70.html PDP-11/70 (1974)
MULTICS (1976) Lecturas en: http://es.wikipedia.org/wiki/Multics http://web.mit.edu/multics-history/  <ul><li>Multics  ( M...
<ul><li>De MULTICS nace UNICS (UNiplexed Information and Computing Service) nombre que luego fue cambiado a UNIX. </li></u...
<ul><li>El Intel 4004 (i4004), un CPU de 4bits, fue el primer microprocesador en un simple chip, así como el primero dispo...
ALTAIR 8800 (1975) Construida por MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems). La Altair 8800 apareció en la portad...
Steve Jobs & Steve Wosniak Apple I (1976) Ver:  http://fp3.antelecom.net/gcifu/applemuseum/apple1.html
Apple II (1978)
Microsoft (1978)
<ul><li>Tecnología: </li></ul><ul><ul><ul><li>Se integra la UCP en un sólo chip: el microprocesador. </li></ul></ul></ul><...
IBM PC (1981)
Commodore 64 (1982)
Disco Duro Seagate 40 MB (1978)
Disco Duro Memorex 10MB (1983)
AT&T y Laboratorio Bell desarrollan C++ (1983) #include  main() { char *s1, *s2; par{ s1 = &quot;Hello&quot;; s2 = &quot;w...
IBM PC/AT (1983)
Sony introduce el CD (1984)
Macintosh (1984)
Commodore Amiga (1985)
X Windows para UNIX (1984)
Sparcstation (1989)
<ul><li>Tecnología:  </li></ul><ul><ul><ul><li>Circuitos con más de un millón de componentes. </li></ul></ul></ul><ul><ul>...
Intel Pentium (1993)
Appel Newton (1993)
Power Macintosh (1994)
OS/2 Warp 3 Se vendía en aproximadamente 20 discos de 3.5 pulgadas. Esta versión poseía capacidades multitarea, mejoró not...
Windows 95 (1995)
<ul><li>Los primeros computadores digitales (años 40) sólo tenían 2 niveles (convencional y lógica digital). </li></ul><ul...
<ul><li>Cuanto más complicado el lenguaje máquina, más grande, complicado y lento el microprograma (ya que necesitan proce...
<ul><li>Interface entre el software de bajo nivel y el hardware.  </li></ul><ul><li>Posibilita implementaciones de diverso...
<ul><li>Comprende las unidades operacionales  </li></ul><ul><li>Implementa las especificaciones de la arquitectura </li></...
<ul><li>Un conjunto de computadoras forma una familia cuando tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras </li></...
<ul><li>Basada en la potencia de procesamiento (potencia E/S y sistema de memoria) y costo (ver Hennessy y Patterson) </li...
Ley de Moore
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  • UC: se encarga de buscar instrucciones d ela memoria principal y determinar su tipo ALU: realiza operaciones necesarias para ejecutar instrucciones Memoria: pequeñ ayu de alta velocidad, almacena resultados temporales e información de control. Se compone de registros. PC: Program Counter, apunta a la sgte. Instrucción que debe buscarse para ejecutarse. IR: Instruction Register, contiene la instrucción que se está ejecutando
  • Jin Unidad 1

    1. 1. Ing. Jorge Irey [ARQUITECTURA DE COMPUTADORES ] INTRODUCCION Febrero 2008 Universidad Nacional del Callao Escuela de Post Grado Maestría en Ingeniería de Sistemas
    2. 2. <ul><li>DEFINICIÓN DE LA RAE: </li></ul><ul><li>Máquina electrónica, analógica o digital, dotada de una memoria de gran capacidad y de métodos de tratamiento de información, capaz de resolver problemas matemáticos y lógicos mediante la utilización automática de programas informáticos. </li></ul><ul><li>Se aceptan los términos computador o computadora. </li></ul>¿ Qué es un computador ?
    3. 3. <ul><li>DEFINICIÓN DE Stallings: </li></ul><ul><li>Máquina digital electrónica programable para el tratamiento automático de la información, capaz de recibirla, operar sobre ella mediante procesos determinados y suministrar los resultados de tales operaciones. </li></ul>¿ Qué es un computador ?
    4. 4. Diferentes niveles en la arquitectura de un computador <ul><li>Un computador digital es una máquina que puede resolver problemas ejecutando ciertas instrucciones. </li></ul><ul><li>Un programa es una secuencia de instrucciones. </li></ul><ul><li>Los circuitos electrónicos de cada computadora reconocen un conjunto limitado de instrucciones muy simples. </li></ul><ul><li>Lenguaje máquina es el conjunto de instrucciones básicas de una computadora. </li></ul>
    5. 5. Máquina Multinivel
    6. 6. <ul><li>Utilizar lenguaje máquina es difícil y tedioso. </li></ul><ul><li>Solución: </li></ul><ul><ul><ul><li>Sea L1 el lenguaje máquina </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sea L2 un lenguaje más fácil de utilizar </li></ul></ul></ul>programa en L2 programa en L1 compilación (compilador) interpretación (intérprete) Técnicas de implementación de la máquina multinivel
    7. 7. Técnicas de implementación de la máquina multinivel (2) <ul><li>Compilación : Se sustituye cada instrucción del programa escrito en L1 por una instrucción equivalente de instrucciones en L0. Se cuenta con un nuevo programa escrito exclusivamente en L0. La computadora ejecuta el nuevo programa en L0. </li></ul><ul><li>Interpretación : Un programa en L0 toma programas en L1 como datos de entrada y lo ejecuta examinando sus instrucciones una por una y ejecutando directamente la sucesión de instrucciones en L0 equivalente a cada una. </li></ul>
    8. 8. <ul><li>Se puede imaginar la existencia de una máquina virtual cuyo lenguaje máquina es L2. </li></ul><ul><li>Se pueden crear L3, L4... cada uno más fácil de utilizar. </li></ul>Máquinas virtuales
    9. 9. <ul><li>La mayoría de las máquinas actuales constan de 6 niveles. </li></ul><ul><li>Los microprogramas son directamente ejecutados por el hardware. </li></ul>Computador de 6 niveles
    10. 10. Niveles de abstracción del computador
    11. 11. <ul><li>Es el hardware de la máquina. </li></ul><ul><li>El nivel inferior sería el nivel de dispositivo. </li></ul><ul><li>En este nivel: </li></ul><ul><ul><ul><li>Puertas lógicas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Circuitos integrados </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Circuitos combinacionales </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Circuitos aritméticos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Relojes </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Memorias </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Microprocesadores </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Buses </li></ul></ul></ul>Nivel 0: nivel de lógica digital
    12. 12. <ul><li>Existe un programa llamado microprograma. </li></ul><ul><li>La función del microprograma es interpretar las instrucciones del nivel 2. </li></ul><ul><li>En algunas máquinas no existe el nivel de microprogramación. </li></ul><ul><li>Colección de registros (memoria local) </li></ul><ul><li>ALU – Unidad de aritmética lógica </li></ul><ul><li>Camino de datos: </li></ul><ul><ul><li>control por hardware </li></ul></ul><ul><ul><li>Control por microprograma: intérprete de las instrucciones del nivel 2 </li></ul></ul>Nivel 1: nivel de microprogramación (microarquitectura)
    13. 13. <ul><li>Cada fabricante publica el “Manual de referencia del lenguaje máquina” para cada uno de los computadores. </li></ul><ul><li>Las instrucciones del nivel de máquina las interpreta el microprograma. </li></ul><ul><li>En las máquinas en las que no existe el nivel de microprogramación, las instrucciones del nivel de máquina son realizadas directamente por los circuitos electrónicos. </li></ul>Nivel 2: nivel de máquina convencional (ISA)
    14. 14. <ul><li>La mayoría de las instrucciones de este nivel están también en el nivel 2 pero además tiene un nuevo conjunto de instrucciones, una organización diferente de la memoria, posibilidad de ejecutar 2 o más programas ... </li></ul><ul><li>Las nuevas instrucciones las interpreta el sistema operativo . </li></ul><ul><li>Las que son idénticas a las del nivel 2 las lleva a cabo el microprograma. </li></ul>Nivel 3: nivel del sistema operativo
    15. 15. <ul><li>Lenguaje SIMBOLICO </li></ul><ul><li>Los niveles 4 y superiores son utilizados por los programadores de aplicaciones . </li></ul><ul><li>Los niveles inferiores están diseñados para ejecutar los intérpretes y traductores de los niveles superiores y son escritos por los programadores de sistemas . </li></ul><ul><li>El ensamblador es el programa que lleva a cabo la traducción de un programa del nivel 4. </li></ul>Nivel 4: nivel del lenguaje ensamblador
    16. 16. <ul><li>Los lenguajes de alto nivel son más fáciles de utilizar que los lenguajes de niveles inferiores. </li></ul><ul><li>Son utilizados por los programadores de aplicaciones. </li></ul><ul><li>Los traductores de programas en lenguaje de alto nivel pueden ser compiladores o intérpretes. </li></ul>Nivel 5: Nivel de lenguaje orientado hacia problemas
    17. 17. Relación entre niveles y máquinas virtuales
    18. 18. VISION DEL CURSO
    19. 19. <ul><ul><li>La arquitectura de los computadores ha ido evolucionando a lo largo de la historia. </li></ul></ul><ul><ul><li>Se divide la historia en distintas etapas llamadas generaciones. </li></ul></ul>EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LAS MÁQUINAS MULTINIVEL Leer: http://elvex.ugr.es/decsai/java/pdf/1B-Historia.pdf
    20. 20. Algunos hitos en el desarrollo del computador
    21. 21. Generaciones Ver: http://delfosis.uam.mx/~sgb/pdf/Generaciones_de_computadoras.pdf Computadores paralelos 1990 - 5 Computadores personales desde 1980 4 Circuitos integrados y multiprogramación 1965 – 1980 3 Transistores y sistemas por lotes 1955 – 1965 2 Tubos al vacío, tableros 1945 – 1955 1 Sistemas mecánicos y electro-mecánicos hasta 1945 0 Características Años Generación
    22. 22. <ul><li>Tecnología: </li></ul><ul><ul><ul><li>Computadores mecánicos o electromecánicos con muchas limitaciones. </li></ul></ul></ul><ul><li>Personas destacadas: </li></ul><ul><ul><ul><li>Blaise Pascal construyó en 1642 una máquina calculadora para sumar y restar. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Charles Babbage construyó en 1834 de propósito general (almacén, taller y sección de E/S). Contrató a Ada para la programación de la máquina. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Howard Aiken construyó la Mark I en 1944, inspirado en los estudios de Babbage. </li></ul></ul></ul>Generación 0: 1642-1945
    23. 23. Babbage trabajó en dos máquinas mecánicas: La Máquina de Diferencias , que puede verse en el Museo de la Ciencia de Londres, y la mucho más ambiciosa Máquina Analítica , que puede considerarse el auténtico precursor de los computadores digitales modernos. Máquina Diferencial Leer: http://etsiit.ugr.es/alumnos/mlii/Babbage.htm
    24. 24. <ul><li>El prototipo de Máquina Diferencial se construyó en 1821, con capacidad para resolver polinomios de segundo grado. Varias dificultades en la fabricación de las piezas impidieron culminar con éxito el proyecto. </li></ul><ul><li>Después del fracaso de la Máquina Diferencial , Babbage empezó a trabajar en la Máquina Analítica , en cuya concepción colaboró directamente Ada Augusta Byron , Condesa de Lovelace. El objetivo perseguido era obtener una máquina calculadora de propósito general, controlada por una secuencia de instrucciones, con una unidad de proceso, una memoria central, facilidades de entrada y salida de datos, y posibilidades de control paso a paso, es decir, lo que hoy conocemos como programa. </li></ul>Máquina Diferencial
    25. 25. Leer: http://etsiit.ugr.es/alumnos/mlii/Harvard%20Mark%20I.htm Harvard MARK I <ul><li>Oficialmente, se le bautizó como Harvard-IBM Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC), pero se le conoció después como la Harvard Mark I. </li></ul><ul><li>Medía unos 15.5 metros de largo, unos 2.40 metros de alto y unos 60 centímetros de ancho , pesando unas cinco toneladas. </li></ul>
    26. 26. <ul><li>Con otros tres ingenieros (Clair D. Lake, B.M. Durfee y F.E. Hamilton), Aiken comenzó a trabajar en 1939 en una máquina automática de calcular que pudiese realizar cualquier secuencia seleccionada de 5 operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, división y referencia a resultados anteriores) sin intervención humana </li></ul><ul><li>El Mark I , fue terminada por Aiken y sus compañeros en Febrero de 1944, y al principio fue llamada &quot;Automatic Sequence Controlled Calculator&quot; , ASCC (Calculadora Automática de Secuencias Controladas). Desde la fecha de su fabricación ya estaba técnicamente obsoleta debido a la compentencia de la máquina de Atanasoff y Berry ( Atanasoff - Berry Computer (ABC) ). </li></ul><ul><li>El primer prototipo de la máquina de Atanasoff quedó listo en diciembre de 1939, era la ABC , por Atanasoff Berry Computer. En 1940, Atanasoff asiste a una lectura del Dr. John W. Mauchly y después de una plática posterior le muestra su máquina. Mauchly retoma muchas ideas de la ABC para diseñar junto con J. Presper Eckert la ENIAC , generalmente considerada la primera computadora digital electrónica del mundo. </li></ul><ul><li>Tras una larga disputa legal, en 1972 se adjudicó a Atanasoff la paternidad de la máquina que revolucionaría el mundo. </li></ul>...Tema de Discusión
    27. 27. <ul><li>Tecnología: </li></ul><ul><ul><ul><li>Válvula electrónica de vacío. </li></ul></ul></ul><ul><li>Modelos: </li></ul><ul><ul><ul><li>ENIAC (1946): 18.000 válvulas, 30 toneladas, 1400 m2, 100 Kw, 5.000 sumas por segundo. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>EDSAC (1949): primer ordenador con programa almacenado. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>UNIVAC (1951): primer ordenador comercial. </li></ul></ul></ul><ul><li>Personas destacadas: </li></ul><ul><ul><ul><li>Jonh Von Neumann establece un modelo de la estructura de un ordenador (memoria,U.A.L., U. de control y U. de E/S). Crea la idea de computador con programa almacenado. </li></ul></ul></ul>Generación 1: 1945 - 1955
    28. 28. <ul><li>Modo de funcionamiento: </li></ul><ul><ul><ul><li>Se programa en lenguaje máquina, propio de cada máquina y muy complicado. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se desconocen los leng. de programación. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>No existe S.O. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se realiza el programa cableado, se solicita hora para la máquina, se inserta el panel de conexiones en el computador para ejecutar el programa. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Se resolvían cálculos numéricos. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>A principios de los 50 se mejoró el procedimiento con las tarjetas perforadas. </li></ul></ul></ul>Generación 1: 1945 - 1955 (2)
    29. 29. Colossus (1944) Usada por los ingleses para decodificar mensajes alemanes durante la 2da Guerra http://en.wikipedia.org/wiki/Colossus_computer
    30. 30. Leer: http://www.columbia.edu/acis/history/eniac.html ENIAC ( 1946)
    31. 31. <ul><li>Construida bajo la dirección de John Mauchly y J. Presper Eckert </li></ul><ul><li>ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) </li></ul><ul><li>Programar la ENIAC, significaba rehacer el cableado. </li></ul>... ENIAC ( 1946)
    32. 32. <ul><li>El UNIVAC fue la primera computadora diseñada y construida para un propósito no militar. Fue desarrollada para la Oficina del Censo en 1951 por los ingenieros John Mauchly y John Presper Eckert, que empezaron a diseñarla y construirla en 1946. </li></ul><ul><li>Pesaba 7257 kg. Aproximadamente </li></ul><ul><li>Estaba compuesta por 5000 tubos de vacío, y podía ejecutar unos 1000 cálculos por segundo. </li></ul>UNIVAC (1946) Leer : http://www.dma.eui.upm.es/historia_informatica/Doc/Maquinas/UNIVAC.htm
    33. 33. ... UNIVAC (1946)
    34. 34. Leer: http://www.dma.eui.upm.es/historia_informatica/Doc/Maquinas/ManchesterMarkI.htm Manchester Mark I (1948) <ul><li>Se considera la primera computadora que funcionaba con memoria RAM. </li></ul><ul><li>El matemático Alan Turing se incorporó al proyecto en el año 1948, realizando un lenguaje de programación para la computadora </li></ul>
    35. 35. <ul><li>Tecnología: </li></ul><ul><ul><ul><li>Transistor (John Bardeen, Walter Brattain y William Shockley, 1947). Ventajas: menor espacio, menor consumo, más barato y mayor fiabilidad. Esto hace disminuir el precio y tamaño de los computadores. </li></ul></ul></ul><ul><li>Modelos: </li></ul><ul><ul><ul><li>PDP-1 de DIGITAL </li></ul></ul></ul><ul><li>Modo de funcionamiento: </li></ul><ul><ul><ul><li>Lenguajes de alto nivel : FORTRAN, COBOL, ALGOL, PL/1. Se escribe el programa en papel, se perfora en tarjetas, se lleva al operador, se recoge el listado de impresora. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sistema de procesamiento por lotes (con S.O.) </li></ul></ul></ul>Generación 2: 1955- 1965 Leer : http://www.perantivirus.com/historia/segundag.htm
    36. 36. El primer transistor
    37. 37. Leer: http://www.rand.org/pubs/research_memoranda/2005/RM5654.pdf JOHNNIAC (1954)
    38. 38. Tarjeta sin perforar
    39. 39. A = 1 5 6 Línea de programa Tarjeta perforada
    40. 40. Leer: http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/mainframe/mainframe_PP704.html http://hawaii.ls.fi.upm.es/historia/grandes%20logros/IBM%20704/IBM_704_ppal.htm IBM 704 (1955) El sistema IBM 704 con un hardware específico constaba de un procesador científico, de grandes dimensiones, que podía registrar en su memoria de núcleos magnéticos, un millón de cifras binarias y realizar 42,000 sumas por segundo.
    41. 41. A finales de 1954, John Warner Backus y su equipo publicaron : Reportes Preliminares, Especificaciones para el Sistema de Traducción de Fórmulas Matemáticas, FORTRAN, (Preliminary Report, Specifications for the IBM Mathematical FORmula TRANslating System). Junto a demás personas de IBM anticipó la creación de ese compilador en seis meses. Aunque en realidad le llevó dos años. Cuando fue completado, el compilador consistía en 25 mil líneas de código, almacenadas en una cinta magnética. Una copia fue provista a cada IBM 704, junto con su manual de 51 páginas. Las primeras versiones tenían &quot;bugs&quot;, que fueron corregidos en las subsiguientes versiones. FORTRAN (1957) Leer: http://hawaii.ls.fi.upm.es/historia/grandes%20logros/IBM%20704/IBM_704_ppal.htm
    42. 42. <ul><li>IBM 1401 – IBM 7094: </li></ul><ul><li>Los programadores llevan tarjetas perforadas </li></ul><ul><li>La 1401 lee un lote de tarjetas y los graba en la cinta </li></ul><ul><li>Un operador lleva la cinta a la 7094 </li></ul><ul><li>La 7094 realiza los cómputos </li></ul><ul><li>Un operador lleva la cinta a una 1401 </li></ul><ul><li>La 1401 imprime las salidas </li></ul>Procesamiento por lotes (Batch)
    43. 43. Fortran Monitor System Ejemplo de lotes en FORTRAN
    44. 44. ERMA, General Electric (1959) <ul><li>Investigadores de Standford crean el computador &quot;ERMA“ ( Electronic Recording Method of Accounting ) </li></ul><ul><li>ERMA comenzó como un proyecto del banco de America en un esfuerzo por computarizar la industria bancaria. </li></ul>Leer: http://inventors.about.com/library/inventors/bl_ERMA_Computer.htm ERMA lost battalion Head, R.V. IEEE Annals of the History of Computing Volume 23, Issue 3, Jul-Sep 2001 Page(s):64 - 72 Digital Object Identifier   10.1109/85.948907
    45. 45. Primer Video Juego  MIT Leer: http://www.osti.gov/accomplishments/videogame.html http://www.farm.de/x/time/60b.html http://inventors.about.com/library/inventors/blcomputer_videogames.htm In 1952, A.S. Douglas wrote his PhD degree at the University of Cambridge on Human-Computer interraction. Douglas created the first graphical computer game - a version of Tic-Tac-Toe. The game was programmed on a EDSAC vaccuum-tube computer, which had a cathode ray tube display. William Higinbotham created the first video game ever in 1958. His game, called &quot;Tennis for Two,&quot; was created and played on a Brookhaven National Laboratory oscilloscope. In 1962, Steve Russell invented SpaceWar!. Spacewar! was the first game intended for computer use. Russell used a MIT PDP-1 mainframe computer to design his game.
    46. 46. Invención del Mouse (1964) Leer : http://sloan.stanford.edu/MouseSite/Archive/patent/Mouse.html http://www.sri.com/about/timeline/mouse.html <ul><li>The first computer mouse was one of many breakthrough innovations originating at SRI. </li></ul><ul><li>Doug Engelbart conceived of the mouse in the early 1960s while exploring the interactions between humans and computers. </li></ul><ul><li>Bill English , then the chief engineer at SRI, built the first prototype in 1964. </li></ul>
    47. 47. <ul><li>Transistor. El componente principal es un pequeño trozo de semiconductor </li></ul><ul><li>Disminución del tamaño. </li></ul><ul><li>3. Disminución del consumo y de la producción del calor. </li></ul><ul><li>4. Su fiabilidad es mucho mejor que efímeros tubos al vacío. </li></ul><ul><li>5. Mayor rapidez en la transmisión de datos. </li></ul><ul><li>6. Memoria interna de núcleos de ferrita. </li></ul><ul><li>7. Instrumentos de almacenamiento. </li></ul><ul><li>8. Mejora de los dispositivos de entrada y salida. </li></ul><ul><li>9. Introducción de elementos modulares. </li></ul><ul><li>10. Lenguaje de programación más potente. </li></ul>. . . En resumen
    48. 48. <ul><li>Tecnología: </li></ul><ul><ul><ul><li>Circuitos integrados SSI (hasta 100) y MSI (100-3000) </li></ul></ul></ul><ul><li>Modelos: </li></ul><ul><ul><ul><li>IBM sistema 360 y PDP-8 (DIGITAL) </li></ul></ul></ul><ul><li>Modo de funcionamiento: </li></ul><ul><ul><ul><li>Lenguajes de alto nivel BASIC y PASCAL </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>S.O con multiprogramación: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>División de la memoria. </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Procedimientos de spooling (operación simultánea de periféricos conectados en línea). </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Tiempo compartido. </li></ul></ul></ul></ul>Generación 3: 1965- 1980
    49. 49. <ul><li>La tercera generación de computadoras emergió con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en las que se colocan miles de componentes electrónicos en una integración en miniatura. Las computadoras nuevamente se hicieron más pequeñas, más rápidas, desprendían menos calor y eran energéticamente más eficientes. El ordenador IBM-360 dominó las ventas de la tercera generación de ordenadores desde su presentación en 1965 </li></ul><ul><li>Emerge la industria del &quot;software&quot;. </li></ul>...
    50. 50. Leer: http://www-05.ibm.com/es/press/informes/caracteristicasmainframe.html http://www.research.ibm.com/journal/rd/441/amdahl.pdf http://www.dma.eui.upm.es/historia_informatica/Doc/Maquinas/IBM360.htm IBM 360 (1964)
    51. 51. <ul><li>Comercializado a partir de 1964, el IBM 360 fue el primero en usar una la palabra byte para referirse a 8 bits (con cuatro bytes creaba una palabra de 32-bits). Esta arquitectura de computación fue la que a partir de este modelo siguieron todos los ordenadores de IBM. </li></ul><ul><li>El 360, fue la primera en usar microprogramacion , y creo el concepto de arquitectura de familia. La familia del 360 consistió en 6 computadoras que podían hacer uso del mismo software y los mismos periféricos. El sistema también hizo popular la computación remota, con terminales conectadas a un servidor, por medio de una línea telefónica. </li></ul>...IBM 360 (1964)
    52. 52. Circuitos integrados
    53. 53. Leer: http://ed-thelen.org/comp-hist/GE-635.html http://en.wikipedia.org/wiki/GE-600_series GE 625 (1965)
    54. 54. <ul><li>Programmed Data Processor (PDP-1) </li></ul><ul><li>Máquina de “punto-fijo” que usa aritmética binaria. </li></ul><ul><li>Costo US$ 120.000 < 5% del precio de la IBM 7094 </li></ul><ul><li>Es famoso por ser el computador más importante en la creación de la cultura hacker en el MIT , BBN y en otras partes. </li></ul><ul><li>El PDP-1 fue también el hardware original donde se jugó el primer videojuego computarizado de la historia, el Spacewar de Steve Russell . </li></ul>DEC PDP-1 (1961) Leer: http://www.dbit.com/~greeng3/pdp1/ http://www.cedmagic.com/history/dec-pdp-1.html http://www.computermuseum.li/Testpage/DEC-PDP1-1960.htm
    55. 55. Fundación de Intel (1968) Foto: http://www.businessweek.com/1997/34/b3541106.htm http://www.intel.com/museum/corporatetimeline/index.htm Andy Grove, Bob Noyce, and Gordon Moore, Intel Corp.
    56. 56. /* Laboratorios BELL By Dennis Ritchie */ #include main() { for(;;) printf(&quot;Hello world...&quot; ); } Lenguaje C (1972)
    57. 57. Leer: http://www.psych.usyd.edu.au/pdp-11/11_70.html PDP-11/70 (1974)
    58. 58. MULTICS (1976) Lecturas en: http://es.wikipedia.org/wiki/Multics http://web.mit.edu/multics-history/ <ul><li>Multics ( Mult iplexed I nformation and C omputing S ervice) fue uno de los primeros sistemas operativos de tiempo compartido y tuvo una gran influencia en el desarrollo de los posteriores sistemas operativos. </li></ul>
    59. 59. <ul><li>De MULTICS nace UNICS (UNiplexed Information and Computing Service) nombre que luego fue cambiado a UNIX. </li></ul><ul><li>Era un sistema abierto que se empleó de forma restringida en los círculos académicos ( de ahí la fama actual ). </li></ul><ul><li>IEEE generó un estándar llamado POSIX (Portable Operating System Interface). </li></ul>... MULTICS Leer: http://www.lynuxworks.com/products/posix/posix.php3
    60. 60. <ul><li>El Intel 4004 (i4004), un CPU de 4bits, fue el primer microprocesador en un simple chip, así como el primero disponible comercialmente </li></ul>Intel 4004 (1971) Leer: http://es.wikipedia.org/wiki/Intel_4004 http://www.intel.com/museum/archives/4004.htm
    61. 61. ALTAIR 8800 (1975) Construida por MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems). La Altair 8800 apareció en la portada de la edición de diciembre de 1975 de Popular Electronics, y en menos de dos meses la pequeña compañía MITS manejaba miles de pedidos. La computadora se vendía en forma de kit y requería trabajo y destreza para armarla. Compuesta por microprocesador Intel 8080 con 256 bytes de memoria RAM. Los usuarios programaban en lenguaje binario mediante interruptores en el panel frontal. La salida se podía leer, en binario, en los LED's. No había ningún software disponible: los usuarios tenían que escribir el suyo. Por eso es considerada la primera computadora personal. Fuente: http://www.dma.eui.upm.es/historia_informatica/Doc/Maquinas/Altair8800.htm
    62. 62. Steve Jobs & Steve Wosniak Apple I (1976) Ver: http://fp3.antelecom.net/gcifu/applemuseum/apple1.html
    63. 63. Apple II (1978)
    64. 64. Microsoft (1978)
    65. 65. <ul><li>Tecnología: </li></ul><ul><ul><ul><li>Se integra la UCP en un sólo chip: el microprocesador. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Circuitos integrados LSI (3000-30000) y VLSI (más de 30000) </li></ul></ul></ul><ul><li>Modelos: </li></ul><ul><ul><ul><li>IBM PC (1981), IBM PC XT (1982), IBM PC AT (1984), IBM PS/2 (1987), VAX (DIGITAL,1980), CRAY X-MP (1983) </li></ul></ul></ul><ul><li>Modo de funcionamiento: </li></ul><ul><ul><ul><li>Software fácil de usar. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sistemas operativos MS-DOS, UNIX.. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Sistemas operativos de red y sistemas operativos distribuidos. </li></ul></ul></ul>Generación 4: 1980 - 1990
    66. 66. IBM PC (1981)
    67. 67. Commodore 64 (1982)
    68. 68. Disco Duro Seagate 40 MB (1978)
    69. 69. Disco Duro Memorex 10MB (1983)
    70. 70. AT&T y Laboratorio Bell desarrollan C++ (1983) #include main() { char *s1, *s2; par{ s1 = &quot;Hello&quot;; s2 = &quot;world &quot;; } cout << s1 << s2 << endl; return(0); }
    71. 71. IBM PC/AT (1983)
    72. 72. Sony introduce el CD (1984)
    73. 73. Macintosh (1984)
    74. 74. Commodore Amiga (1985)
    75. 75. X Windows para UNIX (1984)
    76. 76. Sparcstation (1989)
    77. 77. <ul><li>Tecnología: </li></ul><ul><ul><ul><li>Circuitos con más de un millón de componentes. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Nuevas arquitecturas: paralelismo. </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tecnología óptica. </li></ul></ul></ul><ul><li>Modelos: </li></ul><ul><ul><ul><li>CONNECTION MACHINE, máquina masivamente paralela. </li></ul></ul></ul><ul><li>Modo de funcionamiento: </li></ul><ul><ul><ul><li>Inteligencia artificial y sistemas expertos. </li></ul></ul></ul>Generación 5: 1990 -
    78. 78. Intel Pentium (1993)
    79. 79. Appel Newton (1993)
    80. 80. Power Macintosh (1994)
    81. 81. OS/2 Warp 3 Se vendía en aproximadamente 20 discos de 3.5 pulgadas. Esta versión poseía capacidades multitarea, mejoró notablemente el rendimiento en máquinas con 4 megas (mínimo para poder ejecutarlo) y añadió un kit de conexión a Internet, una versión reducida de la pila TCP/IP de las versiones de servidor y oficina. Esta versión fue muy publicitada en televisión como EL sistema operativo, haciendo hincapié en sus ventajas sobre Windows 3.11, aunque su apariencia era similar a la de éste y Windows 95. Fue además el primer sistema operativo que ofrecía de serie conexión a Internet, a través de los puntos de acceso de IBM Global Network (IGN fue más tarde vendida a ATT y ahora forma parte de ATT Business). Poco después aparecía Warp Connect, con una pila TCP/IP completa y conectividad a sistemas NetBIOS. Era un producto muy estable que se usó en varios modelos de cajero automático a nivel mundial.
    82. 82. Windows 95 (1995)
    83. 83. <ul><li>Los primeros computadores digitales (años 40) sólo tenían 2 niveles (convencional y lógica digital). </li></ul><ul><li>Los circuitos digitales eran voluminosos, poco confiables y difíciles de construir. </li></ul><ul><li>El nivel de microprogramación se añadió para: </li></ul><ul><ul><ul><li>simplificar la electrónica </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>facilitar la escritura de compiladores </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>ejecutar los programas más rápidamente (ROM más rápida que la RAM) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>en los 70 estaba plenamente difundido </li></ul></ul></ul><ul><li>En los 50 aparecieron los ensambladores y compiladores. </li></ul><ul><li>En los 60 aparece el sistema operativo. </li></ul>Evolución de los niveles
    84. 84. <ul><li>Cuanto más complicado el lenguaje máquina, más grande, complicado y lento el microprograma (ya que necesitan procedimientos). </li></ul><ul><li>La velocidad de la memoria RAM se aumentó con el avance de la tecnología (memorias de semiconductores). </li></ul><ul><li>Es difícil escribir, depurar y mantener el microcódigo. </li></ul><ul><li>A principios de los 80 se elimina el nivel de microprogramación para dar paso a las máquinas RISC. </li></ul>Evolución de los niveles (2)
    85. 85. <ul><li>Interface entre el software de bajo nivel y el hardware. </li></ul><ul><li>Posibilita implementaciones de diverso coste/rendimiento para varios software </li></ul><ul><li>Es definida por los atributos de la computadora visibles para el programador de lenguaje de máquina: </li></ul><ul><ul><li>Repertorio de instrucciones </li></ul></ul><ul><ul><li>Formato de instrucciones </li></ul></ul><ul><ul><li>Códigos de operación </li></ul></ul><ul><ul><li>Modos de direccionamiento </li></ul></ul><ul><ul><li>Registros y posiciones de memoria manipulables directamente </li></ul></ul><ul><ul><li>Nº de bits (datos) </li></ul></ul><ul><ul><li>Mecanismos de entrada/salida </li></ul></ul><ul><li>Ha posibilitado los últimos avances en rendimiento: </li></ul><ul><ul><li>Segmentación </li></ul></ul><ul><ul><li>Paralelismo </li></ul></ul><ul><ul><li>Computadoras RISC </li></ul></ul><ul><li>El objetivo es encontrar un lenguaje de máquina que: </li></ul><ul><ul><li>facilite la construcción del hardware y de los compiladores </li></ul></ul><ul><ul><li>Maximice el rendimiento </li></ul></ul><ul><ul><li>Minimice el costo </li></ul></ul>Arquitectura de una computadora
    86. 86. <ul><li>Comprende las unidades operacionales </li></ul><ul><li>Implementa las especificaciones de la arquitectura </li></ul><ul><li>Comprende detalles del hardware transparentes para el programador: </li></ul><ul><ul><li>Señales de control </li></ul></ul><ul><ul><li>Interfaces entre la computadora y los periféricos </li></ul></ul><ul><ul><li>Tecnología de memoria utilizada </li></ul></ul><ul><ul><li>Tipo de operadores aritméticos seleccionados </li></ul></ul><ul><li>Criterios de diseño de la estructura: </li></ul><ul><ul><ul><li>Velocidad de ejecución </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tamaño </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Consumo de potencia </li></ul></ul></ul>Estructura de una computadora
    87. 87. <ul><li>Un conjunto de computadoras forma una familia cuando tienen la misma arquitectura y diferentes estructuras </li></ul><ul><li>Surge el concepto de compatibilidad: </li></ul><ul><ul><li>Programa escrito para un modelo, se ejecuta en otro modelo de la serie con diferencias en tiempo de ejecución </li></ul></ul><ul><ul><li>Sentido ascendente </li></ul></ul><ul><li>Características: </li></ul><ul><ul><li>Repertorio de instrucciones similar o idéntico </li></ul></ul><ul><ul><li>Velocidad en incremento </li></ul></ul><ul><ul><li>Nº de puertos E/S en incremento </li></ul></ul><ul><ul><li>Tamaño creciente de la memoria </li></ul></ul><ul><ul><li>Coste creciente </li></ul></ul>Familia de computadora
    88. 88. <ul><li>Basada en la potencia de procesamiento (potencia E/S y sistema de memoria) y costo (ver Hennessy y Patterson) </li></ul><ul><li>Basada en el # de procesadores, # de programas y estructura de memoria ( ver Flynn u otros) </li></ul><ul><li>ASIGNACION ( 1 cuadro con las clasificaciones y las características más importantes ... Máx. 1 página)  NOTA </li></ul>Clasificación de Computadores
    89. 89. Ley de Moore
    90. 90. Ley de Moore para chips de CPU

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