Tipos de arquitecturas de computadoras

Tipos de arquitecturas de computadoras

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La arquitectura de los ordenadores consiste en reglas y métodos o procedimientos que describen la implementación y la funcionalidad de los sistemas informáticos. La arquitectura se construye según las necesidades del usuario teniendo en cuenta las limitaciones económicas y financieras. La arquitectura anterior se diseñaba en papel y se construía en forma de hardware.
Después de incorporar la lógica de transistores, la arquitectura se construye, se prueba y se forma en forma de hardware. Podemos definir la arquitectura de los ordenadores basándonos en su rendimiento, eficiencia, fiabilidad y coste del sistema informático. Se trata de los estándares tecnológicos de software y hardware. El sistema informático tiene el procesador, la memoria, los dispositivos de E/S y los canales de comunicación que se conectan a él.
La memoria tenemos una única memoria de lectura/escritura disponible para leer y escribir instrucciones y datos. Cuando hablamos de memoria, no es más que la única ubicación que se utiliza para leer y escribir instrucciones para los datos y las instrucciones también están presentes en ella. Los datos y las instrucciones se almacenan en una única memoria de lectura/escritura dentro del sistema informático.

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Estoy revisando el libro «Elementos de sistemas informáticos». Este libro enseña a construir un ordenador completo desde cero. Mientras ojeaba los capítulos sobre arquitectura de ordenadores, me di cuenta de que todo se centraba en la arquitectura Von Neumann. Tenía curiosidad por saber cuáles son las otras arquitecturas y cuándo y dónde se utilizan.
Muchas máquinas de computación leen una instrucción a la vez y la ejecutan (o se esfuerzan mucho en actuar como si lo hicieran, aunque internamente hagan cosas superescalares y fuera de orden).
Otras máquinas leen y ejecutan varias instrucciones a la vez (VLIW, superescalares), lo que rompe el límite de una instrucción por reloj, pero aún así se encuentra con el cuello de botella de von Neumann en un número ligeramente mayor de instrucciones por reloj.
Algunas máquinas tienen una memoria unificada, de forma que una única dirección corresponde a un único lugar en la memoria, y cuando esa memoria es RAM, se puede utilizar esa dirección para leer y escribir datos, o cargar esa dirección en el contador de programa para ejecutar código. A estas máquinas las llamo máquinas Princeton.

Arquitectura básica del ordenador pdf

Algunas definiciones de arquitectura la definen como la descripción de las capacidades y el modelo de programación de un ordenador, pero no una implementación concreta[1]. En otras definiciones, la arquitectura de ordenadores implica el diseño de la arquitectura del conjunto de instrucciones, el diseño de la microarquitectura, el diseño lógico y la implementación[2].
La primera arquitectura de ordenador documentada se encuentra en la correspondencia entre Charles Babbage y Ada Lovelace, en la que se describe el motor analítico. Cuando construyó el ordenador Z1 en 1936, Konrad Zuse describió en dos solicitudes de patente para sus futuros proyectos que las instrucciones de la máquina podían almacenarse en el mismo almacenamiento utilizado para los datos, es decir, el concepto de programa almacenado[3][4] Otros dos ejemplos tempranos e importantes son:
El término «arquitectura» en la literatura informática se remonta al trabajo de Lyle R. Johnson y Frederick P. Brooks, Jr, miembros del departamento de Organización de Máquinas en el principal centro de investigación de IBM en 1959. Johnson tuvo la oportunidad de escribir una comunicación de investigación propia sobre el Stretch, un superordenador desarrollado por IBM para el Laboratorio Nacional de Los Álamos (entonces conocido como Laboratorio Científico de Los Álamos). Para describir el nivel de detalle para hablar del lujoso ordenador, señaló que su descripción de formatos, tipos de instrucciones, parámetros de hardware y s

Unidad aritmética lógica

La arquitectura de los ordenadores se refiere a las normas de software, las instrucciones de hardware y la infraestructura tecnológica que define el funcionamiento de los sistemas informáticos, las plataformas y los programas. En otras palabras, la arquitectura informática describe el diseño, la funcionalidad y la compatibilidad del sistema. La creación de la arquitectura de un ordenador requiere que los profesionales de TI determinen primero las necesidades de los usuarios, las limitaciones tecnológicas y los requisitos del proceso.
Casi todos los ordenadores modernos utilizan el modelo de arquitectura de Von Neumann, creado por un matemático en la década de 1940. Este modelo incluye elementos fundamentales como la CPU del ordenador, el registro, la memoria, el almacenamiento, la unidad lógica y la interfaz de entrada/salida (E/S). La arquitectura de la mayoría de los ordenadores puede dividirse en tres categorías. En primer lugar, el sistema de hardware incluye la CPU, la memoria directa y los procesadores de datos y gráficos. En segundo lugar, la arquitectura del conjunto de instrucciones dirige el lenguaje de programación integrado en la CPU.
La programación de la ISA define las funciones y capacidades de la CPU. Las definiciones más comunes son el tamaño de las palabras, los tipos de procesador, los modos de memoria, los formatos de datos y las instrucciones de usuario. En tercer lugar, la microarquitectura es la organización internacional del ordenador que define las rutas de datos, el almacenamiento, la ejecución y el procesamiento. Una co

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