8/19/2019 Arquitectura Informática

http://slidepdf.com/reader/full/arquitectura-informatica 1/5

Arquitectura Informática

Arquitectura Informática. Es el diseño conceptual y la estructura operacional

fundamental de un sistema

deComputadora. Es decir, es

un modelo y una descripción

funcional de los

requerimientos y las

implementaciones de diseño

para varias partes de una computadora, con especial interés en la forma en que la

unidad central de proceso (UCP) trabaja internamente y accede a las direcciones

de memoria. También suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar

componentes de hardware para crear computadoras según los requerimientos defuncionalidad, rendimiento y costo.

Contenido

 [ocultar]

• 1 Ventajas de las arquitecturas

• 2 Desventajas de las arquitecturas

• 3 Arquitectura e Informática

• 4 Elementos de Diseño

• 5 Arquitecturas Abiertas y Cerradas

• 6 Avances Recientes

• 7 Fuentes

Ventajas de las arquitecturas

• Pila: Modelo sencillo para evaluación de expresiones (notación polaca

inversa). Instrucciones cortas pueden dar una buena densidad de código.

Arquitectura Informática

Error al crear miniatura: Falta archivo

8/19/2019 Arquitectura Informática

http://slidepdf.com/reader/full/arquitectura-informatica 2/5

• Acumulador: Instrucciones cortas. Minimiza estados internos de la máquina

(unidad de control sencilla).

• Registro: Modelo más general para el código de instrucciones parecidas.

Automatiza generación de código y la reutilización de operandos. Reduce eltráfico a memoria. Una computadora actualmente tiene como estándar 32

registros. El acceso a los datos es más rápido.

Desventajas de las arquitecturas

• Pila: A una pila no se puede acceder aleatoriamente. Esta limitación hace

difícil generar código eficiente. También dificulta una implementación eficente,

ya que la pila llega a ser un cuello de botella es decir que existe dificultad parala transferencia de datos en su velocidad mk.

• Acumulador: Como el acumulador es solamente almacenamiento temporal,

el tráfico de memoria es el más alto en esta aproximación.

• Registro: Todos los operadores deben ser nombrados, conduciendo a

instrucciones más largas.

Arquitectura e Informática

Los problemas de diseño no pueden ser resueltos sin la ayuda de un computador,

siendo la maquina un complemento y no un substituto del talento creativo, la

computadora mientras no pueda inventar, puede explorar relaciones muy rápida y

sistemáticamente de acuerdo a reglas pre establecidas. El computador funciona

como una extensión natural de la habilidad analítica del hombre.

Término general que se aplica a la estructura de un sistema informático o de una

parte del mismo. El término se aplica también al diseño del software de sistema,por ejemplo, el sistema operativo, y a la combinación

deHardware ySoftware básico que comunica los aparatos de unaRed

informática. La arquitectura de ordenadores se refiere a toda una estructura y a los

detalles necesarios para que sea funcional, es decir, cubre sistemas informáticos,

microprocesadores, circuitos y programas del sistema. Por lo general, el término

no suele referirse a los programas de aplicación, como hojas de cálculo o

8/19/2019 Arquitectura Informática

http://slidepdf.com/reader/full/arquitectura-informatica 3/5

procesadores de textos, que son necesarios para realizar una tarea pero no para

que el sistema funcione.

Elementos de Diseño

Al diseñar un sistema informático, se tienen en cuenta los cinco elementos

fundamentales que componen el hardware: la unidad aritmético-lógica, la unidad

de control, la memoria, la entrada y la salida. La unidad aritmético-lógica realiza

operaciones aritméticas y compara valores numéricos. La unidad de control dirige

el funcionamiento de la computadora recibiendo instrucciones del usuario y

transformándolas en señales eléctricas que puedan ser comprendidas por los

circuitos del ordenador. La combinación de la unidad aritmético-lógica y la unidad

de control se denomina unidad central de procesamiento, o CPU (siglas en inglés).

La memoria almacena instrucciones y datos. Las secciones de entrada y salida

permiten respectivamente que la computadora reciba y envíe datos.

Se necesitan arquitecturas diferentes de hardware debido a las necesidades

especializadas de los distintos sistemas y usuarios. Por ejemplo, un usuario puede

necesitar que su sistema muestre gráficos de forma extremadamente rápida,

mientras que otro tal vez necesite buscar eficazmente en una base de datos o

tener un consumo bajo de energía, como en el caso de ordenadores personales

portátiles.

Además del diseño del hardware, se debe considerar los sistemas operativos que

harán funcionar el sistema. El software, como los lenguajes de programación y los

sistemas operativos, hace que los detalles de la arquitectura del hardware resulten

invisibles para el usuario. Por ejemplo, diferentes computadoras que empleen el

lenguaje de programación C o el sistema operativo UNIX pueden parecer iguales

desde el punto de vista del usuario aunque la arquitectura de hardware sea

diferente.

Arquitecturas Abiertas y Cerradas

La CPU de un ordenador está conectada con la memoria y con el mundo exterior a

través de una arquitectura que puede ser abierta o cerrada. Las arquitecturas

abiertas pueden ampliarse después de la construcción del sistema, generalmente

añadiendo circuitos adicionales, por ejemplo, conectando al sistema principal un

8/19/2019 Arquitectura Informática

http://slidepdf.com/reader/full/arquitectura-informatica 4/5

chip con un nuevo microprocesador. Las especificaciones del sistema se hacen

públicas, lo que permite que otras empresas puedan fabricar los productos de

expansión.

Las arquitecturas cerradas suelen utilizarse en computadoras especializadas que

no necesitan ampliaciones, como los microprocesadores que controlan los hornos

de microondas. Algunos fabricantes de ordenadores han empleado arquitecturas

cerradas para que sus clientes obtengan los circuitos de ampliación únicamente a

través de ellos. El fabricante cobra más, pero las opciones para el consumidor se

reducen.

Avances Recientes

Uno de los problemas en la arquitectura informática es la diferencia entre lavelocidad de la CPU y la velocidad con que la memoria proporciona instrucciones

y datos. Las CPU modernas pueden procesar instrucciones en 3 nanosegundos

(3.000 millonésimas de segundo). Un acceso a memoria típico, en cambio,

requiere 70 nanosegundos, y cada juego de instrucciones puede suponer múltiples

accesos. Para compensar esta disparidad se han diseñado nuevos chips que

sitúan cerca de la CPU memorias muy rápidas llamadas caché. Debido a su

proximidad a la CPU y a su rapidez, las memorias caché pueden suministrar

instrucciones y datos más rápidamente que la memoria normal. La memoria caché

almacena las instrucciones y datos empleados más frecuentemente, y mejoranotablemente la eficacia de la computadora.

Aunque una memoria caché más grande puede contener más datos, también

resulta proporcionalmente más lenta. Por eso, los arquitectos de ordenadores

emplean diseños con múltiples memorias caché. En estos diseños se coloca la

memoria caché más pequeña y rápida más cerca de la CPU, y se sitúa más lejos

de ésta una segunda memoria caché mayor y más lenta. Esta disposición permite

que la CPU utilice a velocidad máxima las instrucciones y datos más usados, y

que sólo opere más lentamente cuando accede a la memoria caché secundaria. Elempleo de memorias caché diferentes para instrucciones y datos también permite

a la CPU recuperar simultáneamente una instrucción y un dato.

A veces se combinan varias computadoras en sistemas únicos llamados

procesadores paralelos. Cuando una máquina tiene más de 1.000 unidades

aritmético-lógicas, se dice que es masivamente paralela. Estas máquinas se usan

8/19/2019 Arquitectura Informática

http://slidepdf.com/reader/full/arquitectura-informatica 5/5

fundamentalmente para cálculos científicos o de ingeniería, que exigen gran

cantidad de cómputos numéricos. Se han construido ordenadores paralelos que

contienen hasta 16.000 procesadores.