Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
Arquitectura de computadoras, Erik Jesus Gaspariano Ocotitla Jonathan…
Arquitectura de computadoras
Sistema Paralelo
Es un conjunto de elementos de proceso que, operando juntos, realizan problemas computacionales complejos de forma eficiente
Características
Cantidad y potencia de los elementos de proceso.
Tipo y Tamaño de la memoria.
Forma de comunicación entre los elementos de proceso.
Rendimiento.
Escalabilidad del sistema.
Recursos de potencia requeridos.
Niveles de paralelismo
Tabajo
Tarea
Proceso
Variable
Bit
Procesamiento Paralelo
El incremento del número de
procesadores no mejora el rendimiento global.
Se debe lograr un balance entre los procesadores.
Arquitectura de los procesadores
SISD(Sistema monoprocesador)
Single Instrucción,
Single Data
Usa la arquitectura de Von Neuman
SIMD
Single Instruction/Multiple
Data
Permite realizar la misma operación en
distintos datos
MISD
Multiple Instruction
, Single Data
En esta arquitectura muchas unidades realizan diferentes operaciones en los mimos datos.
MIMD
Multiple Instruction, Multiple Data
Técnica empleada para lograr paralelismo.
Tienen procesadores funcionando de forma asíncrona e independiente.
NUMA
Non-Uniform Memory Access
El procesador puede acceder a su memoria mas rápido que con la memoria no local
SMP
Symmetric MultiProcessing
Es esta arquitectura dos o más unidades de procesamiento
comparten una única memoria central
Tiene como objetivo aumentar el rendimiento del procesamiento de problemas computacionales.
Complejidad del procesador
Arquitectura característica y estructura de cada procesador del sistema
Matriz sistólica
Red homogénea de unidades de procesamiento de datos (DPU)
fuertemente acopladas llamadas células o nodos.
Tensor Processor Unit o TPU de Google.
100 PFLOPS de rendimiento.
FLOPS
Floating point operations
per second
Mide la capacidad de hacer cálculos matemáticos por segundo de un CPU y GPU
Teraflop
Medida para saber la potencia computacional de los juegos.
Array sistólico
cadena o array de elementos de
procesamiento
La comunicación entre los elementos de procesamiento es mas rápida que la comunicación
Matrices Sistólicas y Tensores.
Se le llama tensor a las matrices tridimensionales regulares
El elemento de procesamiento (PE)
ALUs con la capacidad de hacer sumas y
multiplicaciones en paralelo y de manera simultánea
Funciones
Filtros de Imagen (Interpolación).
• Búsqueda de patrones.
• Correlación.
• Evaluación Polinómica.
• Transformaciones de Fourier.
• Multiplicación de Matrices.
Complejidad del procesador.
Modo de operación
Control de la secuencia de operaciones a
realizar
Control flow
Las instrucciones se ejecutan en el orden dispuesto por el
algoritmo
Data flow
Las operaciones se realizan según la disponibilidad de datos.
Demand flow
Organización de la memoria
Direccionable
Interconectada
Asociativa
Red de interconexión
Número de procesadores y tamaño de la memoria:
Clasificación
Sistemas grandes: más de 1000 procesadores.
Sistemas medios: de 100 a 1000 procesadores.
Sistemas chicos: hasta 100 procesadores.
¿Qué es un chipset?
conjunto de chips, y su función es controlar el flujo de datos entre el procesador, la memoria y los diferentes periféricos que haya en una computadora
BUS DE DIRECCIONES
El bus de direcciones es un conjunto de cables, similar al bus de datos que sólo conecta a la CPU y la RAM y transporta únicamente direcciones de memoria
bus arquitectura estándar
El bus arquitectura estándar de la industria ó ISA,
es un bus de 16 bits (1980).
Bus Local
Tecnología Bus Local, esta se desarrolló para conectar dispositivos más rápidos a la CPU (1992).
Bus de Interconexión
El Bus de Interconexión de Componentes Periféricos ó PCI (Peripheral Component Interconected) es un tipo de bus local diseñado por Intel para facilitar la integración de nuevos tipos de datos, por ejemplo, de audio, video e imágenes.
Bus puerto de aceleración
incorpora una arquitectura especial que le permite a la tarjeta de video tener acceso a la RAM del sistema directamente, incrementando notoriamente la velocidad del desempeño gráfico.
Bus PC Card
se utiliza sólo en las computadoras laptop. Al igual que USB,
el bus PC Card es de intercambio rápido.
Puente Norte (Northbridge)
El chipset norte es el circuito más importante después del procesador. Anteriormente se situaba en la placa base y justamente debajo de éste, mediante un chip provisto casi siempre de disipador,
Puente Sur
el puente sur es el chip más importante
ubicado en una placa base desde que el puente norte se reubicara en la CPU
TARJETA CONTROLADORA DE DISCOS.
es una pieza de hardware que actúa como interfaz entre la placa base y los otros componentes de la computadora.
TARJETA CONTROLADORA DE DISCOS.
La mayoría de las computadoras tienen todos los controladores necesarios integrados en la placa base como chips, no como tarjetas de tamaño completo
También existen tarjetas controladoras de discos duros que sirven
para adaptar discos duros a otro equipo vía puerto USB.
INTERFACES DE CONEXIÓN DE DISCOS DUROS
FD-400: Originalmente diseñada para las unidades de discos flexibles de
8 pulgadas a mitad de los años 70.
SA-400: Otra interfaz para unidades de discos flexible (esta vez diseñada originalmente a finales de los 70 para el entonces nuevo disco de 5.25 pulgadas).
IPI: Las siglas vienen de Intelligent Peripheral Interface; esta interfaz se utilizó en las unidades de discos de 8 y 14 pulgadas desarrollada para los minicomputadores en los años 70.
SMD: Un sucesor de IPI, SMD (viene de Storage Module Device o Dispositivo Modular de Almacenamiento ) se utilizó en los discos duros de los minicomputadores de 8 y 14 pulgadas de los años 70 y 80.
ST506/412: Una interfaz de disco duro que viene de los años 80.Utilizado en muchas computadoras personales de hoy, esta interfaz iene dos cables - un conducto de 34 y otro de 20.
INTERFACES DE HOY DÍA CON ESTÁNDARES DE LA INDUSTRIA
SCSI
Formalmente conocida como Small Computer System Interface, Interfaz para sistemas de computación pequeños, SCSI como se conoce hoy día se originó a principios de los 80 y se declaró un estándar en 1986.
SCSI 1.: con bus de 8 bits. Velocidad de transmisión de datos a 5 MB/s. Su
conector genérico es de 50 pines (conector Centronics) y baja densidad.
SCSI 2. Fast.: con un bus de 8, dobla la velocidad de transmisión (de 5 MB/s a
10 MB/s). Su conector genérico es de 50 pines y alta densidad.
SCSI 3. .1 SPI (Parallel Interface o Ultra SCSI) Ultra: dispositivos de 16 bits con velocidad de ejecución de 20 MBps.
Ultra Wide: dispositivos de 16 bits con velocidad de ejecución de 40 MBps.
Su conector genérico es de 68 pines y alta densidad.
Ultra 2: dispositivos de 16 bits con velocidad de ejecución de 80 MBps. Su
conector genérico es de 68 pines y alta densidad.
FireWire (IEEE 1394). Creado en 1995. Plug & Play. Longitud máxima 4.5
metros. Transferencia: (50–400 MB/s).
Ley de Moore
Ingeniero Gordon Moore en 1965
El número de transistores de un procesador se doblaría
cada año
Ley de Huang
Para GPUs la ley de Moore lleva tiempo
muerta
El rendimiento de la GPU en IA
(inteligencia artificial) se duplicará cada año
MONITOR
Es el principal dispositivo de salida
(interfaz), que muestra datos o información a todos los usuarios.
Las primeras computadoras se comunicaban con el operador
mediante unas pequeñas luces
Ordenadores que funcionaban con
tarjeta perforada
Píxel
Unidad mínima
representable en un monitor
es como un cuadro en una rejilla
CRT
(tubo de rayos catódicos
MDA (Monochrome Display Adapter)
127 V
1981
Caracteristicas
Sin modo gráfico.
• Resolución 720_350 píxeles.
• Soporte de texto monocromático.
• No soporta gráfico ni colores.
• La tarjeta gráfica cuenta con una memoria de vídeo de 4 KB.
• Soporta subrayado, negrita, cursiva, normal, invisibilidad para textos.
CGA
1981
Color Graphics
Adapter
Características
Resoluciones 160_200, 320×200, 640×200 píxeles.
• Soporte de gráfico a color.
• Diseñado principalmente para juegos de computadoras.
• La tarjeta gráfica contenía 16 KB de memoria de vídeo.
EGA
Enhanced Graphics Adapter
Desarrollado IBM
1984
Características
Resolución de 640_350 píxeles.
• Soporte para 16 colores.
• La tarjeta gráfica EGA estándar traían 64 KB de memoria de video
VGA
Video Graphics Array
Lanzado en 1987 por IBM
El VGA incorporaba modo 256 con altas resoluciones
Características
Soporte de 720×400 píxeles en modo texto.
• Soporte de 640×480 píxeles en modo gráfico con 16 colores.
• Soporte de 320×200 píxeles en modo gráfico con 256 colores.
• Las tarjetas gráficas VGA estándares incorporaban 256 KB de memoria de video
SVGA
Super
Video Graphics Array
Lanzado en 1989
Características
Resolución de 800×600, 1024_768 píxeles y superiores.
• Para este nuevo monitor se desarrollaron diferentes modelos de tarjetas gráficas como: ATI, GeForce, NVIDIA, entre otros.
• Hasta este punto, todos los monitores son de radio 4:3
CRT
LCD
blanco y negro
LCD a color.
12 voltios a 24 voltios
INTERFAZ IDE
Parallel ATA (PATA), originalmente AT Attachment y también conocido como ATA o IDE, es una interfaz estándar creada por Western Digital y Compaq en 1986 para conectar discos duros y unidades de CD/DVD a la placa base de un PC
TIPOS O GENERACIONES IDE QUE SE USARON
IDE y ATA-1: la primera versión de lo que ahora se conoce como
ATA/ATAPI fue desarrollada por Western Digital.
EIDE y ATA-2: este estándar se aprobó en 1994, y el nombre EIDE es por
Enhanced IDE (IDE mejorado).
ATAPI: inicialmente la interfaz fue desarrollada para dispositivos de
almacenamiento
UDMA y ATA-4: este estándar elevó el rendimiento hasta 33 MB/s, y en sus últimas versiones se incorporaron nuevos cables de 80 pines que aumentaron el rendimiento hasta 133 MB/s
Ultra ATA: descrita inicialmente por Western Digital en el año 2000
INTERFAZ SATA
El estándar se concibió originalmente
como «AT Bus Attachment»,oficialmente llamado AT Attachment y
abreviado como «ATA» porque su característica principal era una conexión directa al bus ISA de 16 bits introducido por IBM
Evolución de la arquitectura
Programación por bloques
Eran imperativos
paradigma de programación
es una manera o estilo de programación
de software
Los lenguajes de programación adoptan uno o varios paradigmas en
función del tipo de órdenes que permiten implementar.
ADAPTADORES
SATA/PATA/IDE - Cable
convertidor de unidad a USB 2.0 para disco duro
HDD SSD 2.5 pulgadas 3.5 pulgadas con fuente de
alimentación externa de CA, compatible con todos
los sistemas de computadora, laptop, Mac,
computadora
VOI mSATA/M2 SSD A SATA Convertidor
Tarjeta M . 2 2.5 Pulgadas Adaptador De La Junta Para PC Portátil 2230 2242 2260
2280
Adaptador NVMe a USB, M.2 SSD a USB
3.1 tarjeta tipo A, M.2 PCIe basado en M Key lector convertidor de disco duro como
SSD portátil de 10 Gbps USB 3.1 Gen 2 Chip de puente compatible con Windows
XP 7 8 10, Mac OS
TIPOS DE COMPUTADORAS
SUPERCOMPUTADORAS
Ordenadores conectados entre si para aumentar su capacidad.
MAINFRAMES
Son capaces de procesar millones de aplicaciones a la vez
Pueden funcionar con muchos sistemas operativos
a la vez
COMPUTADORAS PERSONALES
Están diseñadas
para cumplir las tareas más comunes de la informática actual.
1970
COMPUTADORAS HÍBRIDAS
Combinan la productividad
de las laptop con la portabilidad de las tablets
2012
. COMPUTADORAS PORTÁTILES
La primera computadora portátil como tal fue creada por Epson en
1981.
El término laptop viene del inglés lap –regazo- y top –encima
COMPUTADORAS DE ESCRITORIO
COMPUTADORAS NETBOOKS
Están diseñadas principalmente para
acceder a Internet y hacer tareas de productividad simples
TABLETS
2010
Son computadoras muy portátiles destinadas a
tareas de entretenimiento, web y productividad.
TELÉFONOS INTELIGENTES
son computadoras convertidas en teléfono
WEARABLES
Tecnología vestible o dispositivos
wearables
TARJETA CONTROLADORA DE DISCOS
El término RAID proviene de “Redundant Array of Independent
Disks” o dicho en español, matriz redundante de discos independientes. Por su nombre ya tenemos una buena idea de qué
lo pretende hacer esta tecnología.
TIPOS DE CONEXIONES DE RED
Una red de computadoras (también llamada red de ordenadores o
red informática) es un conjunto de equipos nodos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos o inalámbricos
que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad
de compartir información, recursos y ofrecer servicios.
MAC significa Media Access Control (Control de acceso a medios).
Es un identificador único para las interfaces de red.
Computadoras e internet de las cosas
planea convertir todos los
objetos en inteligentes
TRANSHUMANISMO
Debemos integrarnos con la tecnologia.
Erik Jesus Gaspariano Ocotitla
Jonathan Gomes Vásquez