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ARQUITECTURA DE
COMPUTADORES
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE
ORIENTE
DEFINICIONES
Arquitectura de computadores: Es la
disciplina dedicada al diseño, construcción,
estudio y aplicación de los ...
DEFINICIONES
La organización cambia con la evolución de
la tecnología
Toda la familia x86 de Intel comparte la
misma arqui...
DEFINICIONES
COMPUTADOR: Dispositivo electrónico
capaz de recibir un conjunto de
instrucciones y ejecutarlas, realizando
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DEFINICIONES
La descripción de un computador se puede
hacer en varios niveles. En este curso
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ARQUITECTURAS
Von Newman
Fue desarrollada por el matemático húngaro
John Von Newman
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ARQUITECTURAS
Von Newman

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Juan Bautista Echeverri Ceballos

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Se compone de tres elementos:
La unidad central de proceso (CPU): es
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ARQUITECTURAS
Von Newman
Puede ser vista como un arreglo unidimensional
donde cada localidad es identificada por un
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ARQUITECTURAS
Von Newman

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buses

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ARQUITECTURAS
Harvard
Los datos y las instrucciones se encuentran
almacenados en memorias separadas
Permite mayor rendimie...
ARQUITECTURAS
Harvard

Juan Bautista Echeverri Ceballos

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PRIMERA
GENERACIÓN
Abarca desde 1940 hasta 1952
Estaban constuidos con base en las válvulas
de vacío (o tubos de vacío)
Pr...
SEGUNDA
GENERACIÓN
En 1948 los Laboratorios Bell inventan el
transistor
En 1954 construyen el primer computador
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TERCERA
GENERACIÓN
Se inicia con la aparición de los circuitos
integrados en pequeña escala (SSI)
En 1965 IBM presenta la ...
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GENERACIÓN
Se da un fuerte impulso a los lenguajes de
alto nivel con el desarrollo de compiladores
inteligentes
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CUARTA
GENERACIÓN
Inicia con el uso de los integrados LSI
(Large Scale Integration) y luego con los
VLSI (Very Large Scale...
PARA EL FUTURO...
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Redes neuronales
Lógica difusa (fussy logic)
Cómputo fotónico
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CLASIFICACIÓN
Según su tamaño y capacidad de
procesamiento los computadores pueden
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Supercomputador: son...
CLASIFICACIÓN
Ejemplos de las aplicaciones son:
predicción del clima, investigación en
energía nuclear, viajes espaciales
...
CLASIFICACIÓN
Servidores de red: Es un computador de tamaño
y costo medio
Soporta varias decenas de usuarios simultáneos
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Computador personal: es un computador
pequeño de bajo costo y diseñado para ser
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  1. 1. ARQUITECTURA DE COMPUTADORES UNIVERSIDAD CATÓLICA DE ORIENTE
  2. 2. DEFINICIONES Arquitectura de computadores: Es la disciplina dedicada al diseño, construcción, estudio y aplicación de los computadores Organización de computadores: Es como se implementa la arquitectura Juan Bautista Echeverri Ceballos 2
  3. 3. DEFINICIONES La organización cambia con la evolución de la tecnología Toda la familia x86 de Intel comparte la misma arquitectura básica La familia 370 de IBM también comparte la misma arquitectura básica La organización es diferente entre las diferentes versiones de cada familia Juan Bautista Echeverri Ceballos 3
  4. 4. DEFINICIONES COMPUTADOR: Dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas, realizando cálculos sobre datos numéricos Un computador necesita: Procesamiento de datos  Almacenamiento de datos  Transferencia de datos  control  Juan Bautista Echeverri Ceballos 4
  5. 5. DEFINICIONES La descripción de un computador se puede hacer en varios niveles. En este curso trataremos iniciamos el estudio como cajas negras interconectadas Luego se bajará en el nivel de detalle de los diferentes elementos No llegaremos a nivel de compuertas, FlipFlops etc. Juan Bautista Echeverri Ceballos 5
  6. 6. ARQUITECTURAS Von Newman Fue desarrollada por el matemático húngaro John Von Newman En los primeros computadores, la programación se hacía recableando Esto cambió cuando Von Newman propuso almacenar tanto los datos como los programas en la memoria del computador Juan Bautista Echeverri Ceballos 6
  7. 7. ARQUITECTURAS Von Newman ENIAC Juan Bautista Echeverri Ceballos 7
  8. 8. ARQUITECTURAS Von Newman Se compone de tres elementos: La unidad central de proceso (CPU): es considerada el cerebro del computador  Internamente se compone de la ALU, los registros y la unidad de control  La CPU implementada en un solo chip se denomina microprocesador  La memoria: que es donde se almacena el programa y los datos  Juan Bautista Echeverri Ceballos 8
  9. 9. ARQUITECTURAS Von Newman Puede ser vista como un arreglo unidimensional donde cada localidad es identificada por un valor asociado a su posición (dirección)  Las interfases de entrada/salida: destinadas a manejar la comunicación con dispositivos de entrada y salida de datos  La ejecución se realiza en secuencia de instrucción tras instrucción Juan Bautista Echeverri Ceballos 9
  10. 10. ARQUITECTURAS Von Newman CPU Memoria E/S buses Juan Bautista Echeverri Ceballos 10
  11. 11. ARQUITECTURAS Harvard Los datos y las instrucciones se encuentran almacenados en memorias separadas Permite mayor rendimiento, ya que se pueden acceder simultáneamente datos e instrucciones Juan Bautista Echeverri Ceballos 11
  12. 12. ARQUITECTURAS Harvard Juan Bautista Echeverri Ceballos 12
  13. 13. PRIMERA GENERACIÓN Abarca desde 1940 hasta 1952 Estaban constuidos con base en las válvulas de vacío (o tubos de vacío) Programados en lenguaje máquina ENIAC: 1947: 18.000 válvulas, 1500 relés, 30 toneladas, varios Kw de consumo en potencia eléctrica Juan Bautista Echeverri Ceballos 13
  14. 14. SEGUNDA GENERACIÓN En 1948 los Laboratorios Bell inventan el transistor En 1954 construyen el primer computador transistorizado usando memorias de núcleo de ferrita En 1960 IBM construye el primer computador científico transistorizado Programación el lenguajes de alto nivel Juan Bautista Echeverri Ceballos 14
  15. 15. TERCERA GENERACIÓN Se inicia con la aparición de los circuitos integrados en pequeña escala (SSI) En 1965 IBM presenta la serie 360 En 1968 los computadores más rápidos comienzan a reemplazar la memoria de ferrita por memoria de estado sólido Juan Bautista Echeverri Ceballos 15
  16. 16. TERCERA GENERACIÓN Se da un fuerte impulso a los lenguajes de alto nivel con el desarrollo de compiladores inteligentes Los sistemas operativos de tiempo compartido se introducen a finales de los 60 Aparece el concepto de memoria virtual Juan Bautista Echeverri Ceballos 16
  17. 17. CUARTA GENERACIÓN Inicia con el uso de los integrados LSI (Large Scale Integration) y luego con los VLSI (Very Large Scale Integration) Se da un gran desarrollo de los lenguajes de programación Se producen computadores más económicos, confiables, con menor consumo y más pequeños Juan Bautista Echeverri Ceballos 17
  18. 18. PARA EL FUTURO... Computadores paralelos masivos Redes neuronales Lógica difusa (fussy logic) Cómputo fotónico Cómputo nuclear Cómputo cuántico Juan Bautista Echeverri Ceballos 18
  19. 19. CLASIFICACIÓN Según su tamaño y capacidad de procesamiento los computadores pueden clasificarse como: Supercomputador: son los más rápidos y más costosos Se usan en aplicaciones especializadas que requieren enormes cantidades de cálculos matemáticos Juan Bautista Echeverri Ceballos 19
  20. 20. CLASIFICACIÓN Ejemplos de las aplicaciones son: predicción del clima, investigación en energía nuclear, viajes espaciales Mainframe: es un computador de gran tamaño y costo elevado Soporta cientos o miles de usuarios trabajando simultáneamente Ejecuta varios programas simultáneamente Juan Bautista Echeverri Ceballos 20
  21. 21. CLASIFICACIÓN Servidores de red: Es un computador de tamaño y costo medio Soporta varias decenas de usuarios simultáneos Ejecuta varios programas simultáneamente Estación de trabajo: es un computador que se usa para aplicaciones de ingeniería, publicaciones, desarrollo de software Tienen capacidad moderada de cómputo y alta capacidad gráfica Juan Bautista Echeverri Ceballos 21
  22. 22. CLASIFICACIÓN Computador personal: es un computador pequeño de bajo costo y diseñado para ser usado por un único usuario Aparece en los años 70’s con el uso de VLSI Se incluyen aquí los portátiles y tablet PC Computadores móviles: asistentes digitales personales, smartphones Juan Bautista Echeverri Ceballos 22
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