domingo, 24 de agosto de 2014

TAREAS SEMANA 24 DE AGOSTO

Tarea para el martes:
Llevar a la universidad dispositivos informáticos de generaciones anteriores de computadoras y con los cuales se pueda analizar el pasado de las mismas, puede ser computadoras, celulares, portátiles, consolas de juegos, dispositivos multimedia.
Realizar la consulta sobre arquitecturas combinadas y vectoriales; inteligencia artificial y robótica. enviar al correo del profesor hasta el martes 26 de agosto a las 19h00. c.zuniga@udlanet.ec


Para el jueves:
Se tomará la cátedra I con un valor del 60% sobre los temas vistos e investigados. y el 40&% restante se calificará su trabajo sobre un dispositivo informático elemental que pueda elaborar como una calculadora, un sistema de control, la cucharacha robot, el seguidor de luz o de pista, entre otros.

miércoles, 26 de febrero de 2014

martes, 24 de septiembre de 2013

BUSES DE LA PC

Buses de la computadora.

conjunto de cables o pistas impresas que permiten el traslado de información:
  • entre computadoras (redes), 
  • entre elementos de la computadora, 
  • en el interior de los circuitos integrados 
  • y en los dispositivos periféricos y otros auxiliares de la computadora.

Mediante los BUSES pueden cargarse datos en la memoria y desde allí transportarse a la CPU. es la autopista de los datos dentro del PC; ya que comunica a los componentes del computador con la  CPU. Los buses se controlan y manejan desde el procesador.
En el bus se encuentran pistas separadas, el bus de datos y el bus de direcciones principalmente, pero existen buses de alimentación, de control, otros. 
La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las líneas carácter binario. Al representar 0 o 1 y forman el numero de la posición dentro de la memoria (la dirección). Cuanto mas líneas haya disponibles, mayor es la dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta forma. En el bus de direcciones original habían ya 20 direcciones, ya que con 20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 MB y esto era exactamente lo que correspondía a la CPU.
En un inicio se usaron solo en paralelo, llevaban la información con funciones fijas de cada conductor entre etapas de la computadora, con conexión simple, tenía un puerto de entrada y otro de salida en cada dispositivo.
en la actualidad se ha orientado a buses seriales como el USB y el FIREWIRE, y el CHIPSET  de la tarjeta madre al interior de las computadoras. aprovechando la tecnología actual que puede controlar dispositivos complejos y con mayor poder de computo.





FUNCIÓN.
realiza la conexión lógica entre componentes, entre subsistemas, componentes y dispositivos avanzados periféricos con una computadora.
Esta basada su capacidad de comunicación en el ancho de datos y en la frecuencia máxima de envíos,  estas dos magnitudes son inversamente proporcionales, así que si el ancho de datos es pequeño, se tendrá una alta frecuencia.
las señales digitales que transmiten, son de datos, direcciones y controles. los buses tienen funciones particulares como los DMA, y las interrupciones, todo esto para acceder a la memoria o CPU manejando los recursos mínimos

GENERACIONES DE BUSES
PRIMERA GENERACIÓN
Estaba formada por 2 buses con funciones específicas, uno para la memoria y otro para comunicar los demás dispositivos; manejaba  protocolos y sincronizaciones diferentes.
DEC identificó que no era necesario dos tipos de buses si se usa (mapeo), esto es que se combinaba las direcciones de memoria con las de los periféricos en un solo espacio de memoria. 
las primeras computadoras se basaban en un bus backplane (eje) pasivo para conectar las tarjetas de circuito. La CPU escribía la dirección, del conjunto de direcciones hacia el cual debe fluir a través del bus principal, luego escribía o leía los datos apuntando a la dirección del dispositivo.
Entre las conocidas está la S100 y EL BUS ISA,  eran una extensión del bus del procesador por lo que latía a la misma frecuencia entre 6 y 8 MHz.

SEGUNDA GENERACIÓN
Se creó el concepto de Bus del Sistema (conexión entre el procesador y la RAM) nace el ChipSet. Como se debió jerarquizar los buses al hacerse las computadoras más rápidas y dejar la CPU de controlar los buses.
El bus ISA pasó de bus del sistema a bus de expansión, controlado por un chip aparte del CPU. se ubica un bus a una frecuencia mas alta entre el procesador y la memoria.
Se crea el bus NUBUS, con controlador propio e independiente de la computadora, inicios del PLUG AND PLAY con un ancho de banda de 32 bits y de interfaz estandar  y permitió el uso de varias arquitecturas, se implemento en APPLE y entre estos están el  AGP y el PCI.

TERCERA GENERACIÓN
Conexiones punto a punto, reducen el número de conexiones, sin depender de pulsos de reloj,  los mas notables son el infiniband, el PCI EXPRES y hipertransport; se conecta negociando las características de la conexión, de manera dinámica y reduce en mucho el número de cables orientándose al interface serial.


Clasificación por el número de hilos
BUS PARALELO
Este usa la transmisión al mismo tiempo de un byte,  por varias líneas que tienen funciones fijadas, utilizado de forma masiva en impresoras, buses del procesador, discos duros y tarjetas de expansión.

Ejemplo es el front side bus utilizado en procesadores intel, las funciones en línea dedicadas son:
lineas de dirección.- indica la posición de la memoria o la dirección del dispositivo con el que desea realizar comunicación.
líneas de control.- son las que envían señales de arbitraje entre dispositivos, entre las que tenemos DMA, lineas de  interrupciones e indicadores de estado.
líneas de datos.- transmiten los datos de bits en forma aleatoria, el ancho del bus es potencia de dos.

BUS SERIAL
Transmite bit a bit y reconstruye luego por medio de registros y rutinas de software, usa pocos conductores, fue utilizado para enviar limitada información como el mouse e impresoras simples, pero se retomó hace unos diez años con los USB principalmente.

SERIAL ATA.- SATA proporciona mayores velocidades, mejor aprovechamiento cuando hay varias unidades, mayor longitud del cable de transmisión de datos y capacidad para conectar unidades al instante





viernes, 13 de septiembre de 2013

Von Neumann - Ciclos


Arquitectura de Von Neumann
Estructura e instrucciones para trabajar con lenguaje de bajo nivel en la CPU, con el manejo de memoria en esta arquitectura.
Presentación sobre arquitectura de Von Neumann

Arquitectura de Von Neumann

CICLOS.- procesos de recuperar, decodificar y ejecutar los ciclos en los programas en las computadoras.
Para abrir el archivo sobre ciclos e instrucciones haga clic abajo.
CICLOS E INSTRUCCIONES


1 load
2 stor
3 or
4 and
5 suma
6 resta
7 nor
8 nand
9 inv
10 a ox b
11 prod
12 div
13 abs
14 salto
15 salto si


Arquitectura de Von Neumann

domingo, 25 de agosto de 2013

viernes, 16 de agosto de 2013

martes, 28 de septiembre de 2010

UNIDAD CENTRAL DE PROCESO CPU

Concepto.- Es la unidad fundamental de la computadora, realiza todas las funciones (inteligentes) en la computadora. Se le denomina CPU por las siglas en ingles central processing unit, también se le llama simplemente procesador o microprocesador, Es el dispositivo que interpreta las instrucciones contenidas en los programas o definidas por las entradas y ejecuta el procesamiento de los datos. Es el que caracteriza a la computadora por su programación y ejecución de múltiples tareas.
En las primeras computadoras a las CPU se las diseñaba para trabajar con un ordenador mas grande.

COMPONENTES, Tiene componentes que realizan diversar tareas interiormente son: la Unidad de Control, la Unidad de Proceso, los registros y el bus de entrada y salida.


FUNCIONES DE LA CPU
Programación, ejecución de programas, Almacenamiento primario, comunicación con las unidades de entrada y salida.


EVOLUCIÓN

Empezó con máquinas manejadas con mecanismos simples, luego con reles en conmutación con su defecto de rebote de contacto, ya en la era electrónica con válvulas y diodos con velocidad de  de hasta 4 MHz, luego las transistorizadas mas confiables, las CPU con circuitos integrados de baja densidad SSI (con miles de chips) como el usado  en las naves Apollo luego los de MSI y los LSI, la era del  IBM 360 con la introducción del micro código, hasta el ingreso de los microprocesadores en 1971, 4004 y del 8080 en 1974. Se ha hecho realidad la Ley de Moore ( cada dos años se duplica el número de transistores en un Microprocesador) y como máquinas de programa almacenado o de Von Neumann. Hasta llegar a  los procesadores actuales de alta integración en nanómetros.

UTILIDAD ACTUAL
Se utilizan en las computadoras con tecnologìas superescalares, vectoriales, MIPS, CELL pero existen varios dispositivos y aparatos que también la utilizan en muchos campos de la industria, hogar, oficina y personal. la miniaturización como la masificación y la estandarización han provocado las múltiples aplicaciones a la vida moderna en automotores, televisores, refrigeradoras, hornos, aviones, telefonía móvil, juguetes entre otras.

ELEMENTOS PARA EL TRABAJO DEL CPU


Frecuencia de Reloj.- Es la que determina la mayoría de acciones que realiza un computador en forma síncrona, tiene la forma de una onda cuadrada periódica, esta diseñada acorde con las características físicas, y requeridas de la CPU. el diseño del período se basa en cubrir el tiempo de movimiento de la señal, en moverse, propagarse y el retardo efectuado.



REGISTROS
Los registros del procesador son sitios de almacenamiento rápido y temporal, se emplean para controlar instrucciones en ejecución, manejar direccionamiento de memoria y proporcionar capacidad aritmética. Los registros son espacios físicos dentro del microprocesador con capacidad de 4 bits hasta 64 bits dependiendo del microprocesador que se emplee. Los registros son direccionables por medio de una viñeta, que es una dirección de memoria. Los bits, por conveniencia, se numeran de derecha a izquierda (15,14,13…. 3,2,1,0),
La CPU incluye registros visibles para el usuario y registros de control y estado.
Registros Visibles
Instrucciones de la máquina.
que pueden ser de:
1. uso general
2. Datos
3. Direcciones
4. Códigos de condición.
Registros de Propósito General
Optimo número entre 8 y 32. Si hay muchos registros entonces se necesitan demasiados accesos a memoria. Muchos registros no reducen significativamente las referencias a memoria pero hacen la CPU mas compleja.
Tamaño de los registros
Deben tener el tamaño suficiente para que puedan manejar las direcciones a memoria.
Capaces de manejar una palabra completa y a veces combinar dos registros para formar uno solo.
 los registros están divididos en seis grupos los cuales tienen un fin especifico y son:

Registros de segmento
Registros de apuntadores de instrucciones
Registros apuntadores
Registros de propósitos generales
Registro índice
Registro de bandera.

Tareas de la CPU:

 Captar (datos o instrucciones): la ejecución de una instrucción puede exigir leer datos o una instrucción de la memoria o de un módulo I/O. Operand Fetch (OF)
Interpretar instrucción: la instrucción se decodifica para determinar qué acción realizará.  (define lo que realizará y se divide en partes para ejecutarse) Instrucción decode (ID)
Procesar datos: en la ejecución se puede exigir llevar a cabo operación(es) aritmética o lógica con los datos. Operation execution (OE)
Escribir datos: los resultados de la ejecución pueden exigir escribir datos en la memoria o en un módulo I/O. Operand Store(OS)

El contador del programa es incrementado acorde con la longitud de la palabra en términos de unidades de memoria.
Unidad de proceso

La unidad de proceso o unidad de procesamiento (UP) es uno de los tres bloques funcionales principales en los que se divide una Unidad Central de Procesamiento (CPU) en algunos casos dependiente de la unidad de control. Los otros dos bloques son la Unidad de control y el bus de entrada/salida.

La función de la unidad de proceso es ejecutar las tareas que le encomienda la unidad de control. Para esto, la unidad de proceso emplea a las unidades:
Unidad aritmético-lógica (UAL o ALU, por las siglas en inglés de Arithmetic Logic Unit): para llevar a cabo operaciones aritméticas básicas (suma, resta, etc.) y funciones lógicas (NOT, AND, OR, EXOR, etc.).
Unidad de coma flotante: para realizar operaciones matemáticas complejas que no pueden ser realizadas mediante la ALU.
El registro acumulador: que guarda los operandos y los resultados de las operaciones.
El registro de estado: que guarda determinados indicadores acerca del resultado de las operaciones realizadas.
Fuentes: Wikipedia, Fraba,galeon.com, Virtual.unal.edu.co

Bus