CLASICA.
El modelo clásico de arquitectura de computadoras fué diseñado por Jhon Von Newman que consta de los siguientes elementos:
Dispositivos de entrada, de proceso, de almacenamiento y de salida
MODELO DE VON NEUMANN
Las computadoras digitales actuales se ajustan al modelo propuesto por el matemático John Von Neumann. De acuerdo con el, una característica importante de este modelo es que tanto los datos como los programas, se almacenan en la memoria antes de ser utilizados.
ARQUITECTURA DE UNA COMPUTADORA:
En el interior del computador la fuente de alimentación destaca por su gran tamaño y porque es diferente a cualquiera de los componentes que en el se encuentran. Se trata de una caja metálica en la que en su interior alberga el más primitivo circuito que cualquier computador posee, ya que los componentes que guarda son resistencias, condensadores bobinas, etc., sin estar integrados.
Su misión es la de dar al PC toda la energía necesaria para su funcionamiento. Esta energía la recoge de la red eléctrica que es alterna, la rectifica a continua y después la divide en tensiones menores para alimentar cada uno de los componentes que hay dentro del computador. Estas tensiones son: +5 V/−5 V cable rojo, +12 V/ −12 V cable amarillo y GND cable negro.
SEGMENTAS.
Otra aportación frecuente que aumenta el rendimiento del computador es el fomento del paralelismo implícito, que consiste en la segmentación del procesador (pipe-line), descomponiéndolo en etapas para poder procesar una instrucción diferente en cada una de ellas y trabajar con varias a la vez.
La arquitectura en pipeline (basada en filtros) consiste en ir transformando un flujo de datos en un proceso comprendido por varias fases secuenciales, siendo la entrada de cada una la salida de la anterior.
Esta arquitectura es muy común en el desarrollo de programas para el intérprete de comandos, ya que se pueden concatenar comandos fácilmente con tuberías (pipe). También es una arquitectura muy natural en el paradigma de programación funcional, ya que equivale a la composición de funciones matemáticas.
La arquitectura pipe-line se aplica en dos lugares de la maquina, en la CPU y en la UAL.
Veamos en que consiste el pipe-line y tratemos de entender porque el pipe-line mejora el rendimiento de todo el sistema.
Veamos una CPU no organizada en pipe-line:
Si se trata de una instrucción a ser ejecutada por la ALU podemos decir que la CPU realiza a lo largo del ciclo de maquina estas 5 tareas.
Una vez que termina de ejecutar una instrucción va a buscar otra y tarda en ejecutarla un tiempo T, es decir cada T segundos ejecuta una instrucción.
¿Qué sucede si dividimos en 5 unidades según las 5 cosas que realiza la CPU?
Supongamos la CPU dividida en 5 unidades, de tal forma que c/u tarde lo mismo en realizar su partecita. Es decir c/u tardará T/5.
Para que una instrucción se ejecute se necesita T segundos entonces para que usar pipe-line.
Si ocurre esto en una CPU normal a una con pipe-line, la cantidad de instrucciones que se hacen por segundo aumenta, es decir aumenta el flujo de instrucciones que se ejecutan por segundo.
MULTIPROCESAMIENTO.
SMP es el acrónimo de Symmetric Multi-Processing, multiproceso simétrico. Se trata de un tipo de arquitectura de ordenadores en que dos o más procesadores comparten una única memoria central.
Explicación detallada
La arquitectura SMP (Multi-procesamiento simétrico, también llamada UMA, de “Uniform Memory Access”), se caracteriza por el hecho de que varios microprocesadores comparten el acceso a la memoria. Todos los microprocesadores compiten en igualdad de condiciones por dicho acceso, de ahí la denominación “simétrico”.
Los sistemas SMP permiten que cualquier procesador trabaje en cualquier tarea sin importar su localización en memoria; con un propicio soporte del sistema operativo, estos sistemas pueden mover fácilmente tareas entre los procesadores para garantizar eficientemente el trabajo.
Una computadora SMP se compone de microprocesadores independientes que se comunican con la memoria a través de un bus compartido. Dicho bus es un recurso de uso común. Por tanto, debe ser arbitrado para que solamente un microprocesador lo use en cada instante de tiempo. Si las computadoras con un solo microprocesador tienden a gastar considerable tiempo esperando a que lleguen los datos desde la memoria, SMP empeora esta situación, ya que hay varios parados en espera de datos.
