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    1. Definiciones y descripciones
    2. Desarrollo por componentes
    3. Desarrollo por módulos
    4. Conclusiones
    5. Bibliografía

    Definiciones y descripciones

    • 1. Defina:

    Hardware

    • Término inglés que hace referencia a cualquier componente físico tecnológico, que trabaja o interactúa de algún modo con la computadora. No sólo incluye elementos internos como el disco duro, CD-ROM, disquetera, sino que también hace referencia al cableado, circuitos, gabinete, etc. E incluso hace referencia a elementos externos como la impresora, el mouse, el teclado, el monitor y demás periféricos

    Software

    • el software se ejecuta dentro el hardware.El software consiste en un código en un lenguaje máquina específico para un procesador individual. El código es una secuencia de instrucciones ordenadas que cambian el estado del hardware de una computadora.El software se suele escribir en un lenguaje de programación de alto nivel, que es más sencillo de escribir (pues es más cercano al lenguaje natural humano), pero debe convertirse a lenguaje máquina para ser ejecutado. El término "software" fue usado por primera vez por John W. Tukey en 1957.El software puede distinguirse en tres categorías: software de sistema, software de programación y aplicación de software. De todas maneras esta distinción es arbitraria y muchas veces un software puede caer en varias categorías.- Software de sistema: ayuda a funcionar al hardware y a la computadora. Incluye el sistema operativo, controladores de dispositivos, herramientas de diagnóstico, servidores, sistema de ventanas, utilidades y más. Su propósito es evitar lo más posible los detalles complejos de la computación, especialmente la memoria y el hardware

    Computador

    • El computador es una maquina capaz de interpretar y ejecutar una serie de instrucciones. Esta constituido por un conjunto de bloques lógicos electrónicos, comunicados entre si mediante colectores de buses e interruptores gobernados por unos controladores.

    El objetivo del computador es ejecutar programas formados por secuencias de instrucciones, de una manera rápida y cómoda, para ello dispone de u sistema operativo y de compiladores de lenguajes de alto nivel que facilitan la labor del usuario. Los usuarios emplean instrucciones de alto nivel, que son traducidas a instrucciones maquina mediante los compiladores, con ayuda del sistema operativo, se ejecutan los programas para producir los resusultados deseados.

    Sistema de computación

    • Sistema de computación seria las señales que envía la computadora y estas pueden ser continuas y variables en el tiempo. En cambio una señal digital o discreta puede tener varios valores perfectamente diferenciados.

    La computadora trabaja sobre la señal digital más básica (señal binaria) de dos valores perfectamente diferenciados, es decir, sólo reconocen secuencias de ceros (0) y unos (1). Estos dígitos, constituyen la unidad más pequeña de información que se puede representar, y se llaman bits.

    • 2. Describa los siguientes tipos de computadoras.

    80286

    • Sistema 286

    En 1984 aparece el 80286 como base para una nueva generación de ordenadores de IBM, el IBM AT (Advanced Technology). Supone un nuevo salto tecnológico. Además de incrementar el bus de direcciones de 20 bits a 24, lo que permitía acceder hasta los 16 Mb de RAM, se incrementaba la velocidad, llegando a ser hasta un 25 por ciento más rápidos que los 8086 y 8088 originales.

    La novedad más importante que se introdujo fue la gestión de memoria virtual. La memoria virtual es una extensión de memoria en disco (o dispositivo de almacenamiento secundario) añadida a la memoria física instalada. Así, el 80286 es capaz de tratar hasta un total de 1 Gb, desglosado en 16 Mb de memoria física más 1008 Mb de memoria virtual. La memoria virtual solamente la utilizan los programas que están preparados para ello.

    Aparece también un nuevo modo de operación del microprocesador. Aparte del modo real (el normal de operación) que direcciona hasta 1 Mb de memoria física y asegura la compatibilidad para aplicaciones diseñadas par los 8086/8088, se tiene el modo protegido que no es compatible con estos programas desarrollados para los micros antes mencionados. El modo protegido es el que permite acceder a los 1.008 Mb de memoria virtual.




    El 80286 trabaja en su arranque en modo real. El cambio a modo protegido, lo que se conoce técnicamente como upshift, no es reversible (downshift), siendo necesario hacer un reset del microprocesador para volver al modo real; sin duda un gran fallo de diseño.

    El 80286 se presentó con velocidades de reloj de 2, 8, 10, 12, 16 y 20 MHz.

    Utilizan un microprocesador 80286 de Intel, que ingresó al mercado en 1982. El éxito comercial del microprocesador 80286 tuvo su sustento en que se mejoraron las características técnicas con respecto a los microprocesadores 8086 y 8088, y simultáneamente se mantuvo total compatibilidad con el uso de aplicaciones (programas y paquetes) desarrolladas para sus dos predecesores.

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    El 80286 es un microprocesador con buses de 16 bits. Introdujo el modo protegido de trabajo (adicionalmente al modo real del 8086), que permite que la unidad central de proceso pueda superar la barrera de los 640 Kbytes (Kilobytes) de memoria RAM convencional, y superar el 1 Mbyte de memoria total. Con el microprocesador 80286 se puede tener acceso hasta a 16 Mbytes de memoria electrónica, y hasta a 1 Gbyte (Gigabyte) de memoria virtual (el 80286 fue el primer microprocesador comercial de Intel que manejó memoria virtual).

    La arquitectura de memoria del 80286 admite programación modular (programación por grupos de instrucciones), para lo que divide la memoria en segmentos. El 80286 se diseñó para soportar aplicaciones multiusuario (varios usuarios empleando el computador al mismo tiempo) reprogramables, y multitarea (varios paquetes o programas de computación ejecutándose simultáneamente por parte de un mismo usuario) en tiempo real.

    Ítems

    8088

    8086

    80286

    Registros

    16 bits

    16 bits

    16 bits

    Buses internos

    16 bits

    16 bits

    16 bits

    Bus de datos

    8 bits

    16 bits

    16 bits

    Memoria Principal (RAM+ROM)

    <</b>1 Mbyte

    <</b>1 Mbyte

    <</b>16 Mbytes

    Memoria virtual

     

     

    < 1 Gbyte

    El primer microcomputador que utilizó el microprocesador 80286 fue el IBM AT, que se empezó a comercializar en 1984. La fabricación del microprocesador 80286 para microcomputadores también se encuentra discontinuada, aunque todavía se lo fabrica para controlar el funcionamiento de electrodomésticos.

    80386

    • Sistema 386:

    Trabajan con un microprocesador 80386 de Intel, que apareció en el mercado en 1985. Manteniendo la filosofía del fabricante, el 80386 permite utilizar todas las aplicaciones desarrolladas para su predecesor, el 80286.

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    Existen dos variantes del microprocesador 80386: el 80386SX y el 80386DX.

    El Microprocesador 80386DX:

    La versión estándar del microprocesador 80386 es el 80386DX, que es un procesador que maneja registros de 32 bits (el doble que el 80286), y tiene un bus interno de 32 bits. Puede acceder hasta a 4 Gbytes de memoria física, y hasta a 64 Tbytes (Terabytes) de memoria virtual. Puede trabajar en el modo real del 8086, el modo protegido de 16 bits de 80286, el modo protegido de 32 bits y el modo virtual del 8086, que es empleado por Windows para ejecutar varias tareas DOS simultáneamente. Además, maneja con más eficiencia que el 80286 la memoria RAM por encima de los 640 Kbytes convencionales. Los microtransistores tienen un ancho característico de 1.5 micras.

    El 80386DX revolucionó el comportamiento de los microprocesadores económicos al incorporar tecnología escalar (dividir las operaciones elementales en fases secuenciales) y al entubar las operaciones (concatenar y agrupar las fases de las operaciones de modo que en cada ciclo del reloj todas esas fases se ejecuten simultáneamente, aunque correspondan a diferentes operaciones, de manera similar a una línea de producción industrial).

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    El resultado de estas dos tecnologías utilizadas fue el que, a pesar de que cada operación elemental requiere al menos de cinco fases para obtener resultados, cada dos ciclos del reloj se podía concluir una de tales operaciones.

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    El Microprocesador 80386SX:

    Un problema presente en el microprocesador 80286 es la segmentación de la memoria RAM en hasta 64 pequeños bloques de 286 Kbytes cada uno, por lo que se lo suele calificar como un microprocesador descerebrado. El microprocesador 80386SX es una versión mejorada del 80286 (es también una versión menos sofisticada y más económica que el 80386DX), que supera el problema de segmentación mediante el uso de bloques de memoria de mayor tamaño, aunque interna y externamente trabaja con buses de 16 bits como el 80286, pero manteniendo algunas de las restantes mejoras tecnológicas introducidas en el 80386DX.

    Los primeros microcomputadores portátiles (los que caben dentro de un portafolios) utilizaron el microprocesador 80386SL (SX Low Consumption), que es una variante del 80386SX con un consumo menor de energía debido a su tensión de trabajo de 3.3 voltios, en lugar de los 5 voltios que utilizan el 80386SX y el 80386DX. Este microprocesador dispone de opciones de administración de energía que le permiten la reducción automática de la velocidad de los componentes, cuando éstos no están en uso.

    Ítems

    80286

    80386SX

    80386DX

    Registros

    16 bits

    32 bits

    32 bits

    Buses internos

    16 bits

    16 bits

    32 bits

    Bus de datos

    16 bits

    16 bits

    32 bits

    Memoria principal

    < 16 Mbytes

    < 4 Gbytes

    < 4 Gbytes

    Memoria virtual

    < 1 Gbyte

    < 64 Tbytes

    < 64 Tbytes

    El primer microcomputador que utilizó el 80386 fue el Compaq Deskpro 386 de Compaq Computer Corporation, que ingresó al mercado en 1986. Por primera vez IBM perdió el liderazgo tecnológico en la fabricación de una nueva generación de microcomputadores, lo que hizo cambiar la definición de un clon (todo microcomputador que no fuera IBM era considerado un clon hasta ese entonces), pues varias empresas (además de IBM), demostraron capacidad de desarrollar su propia tecnología.

    La fabricación de microprocesadores 80386 ya no se mantiene vigente pues 1994 fue el último año de producción para Intel y para la competencia (AMD y Cyrix).

    80486

    • Sistemas 486:

    Utilizan un microprocesador 486 de Intel, que entró al mercado en 1989. El 486 permite utilizar todas las aplicaciones desarrolladas para su predecesor, el 80386.

    Existen cinco clases de microprocesadores 486: el 486SX, el 486DX, el 486 SX2, el 486DX2 y el DX4.

     El Microprocesador 486DX:

    La versión estándar del microprocesador 486 es el 486DX, que maneja registros de 32 bits y tiene un bus interno de 32 bits. Además de todas las innovaciones incorporadas al 80386, el 486DX incluye dentro del microchip, los circuitos especializados en las operaciones con punto flotante (coprocesador matemático), y una memoria caché de primer nivel (L1 / level 1) tipo write-through de 8 Kbytes para manejo indistinto de instrucciones y datos (la memoria caché tipo write-through sólo trabaja con las operaciones de lectura desde memoria RAM). También permite la incorporación de módulos adicionales de memoria caché de segundo nivel (L2 / level 2), fuera del microprocesador (caché externa), para acelerar la transmisión de información entre el microprocesador y la memoria RAM.

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    El cambio más importante del 486DX, con respecto al 80386, es la habilidad para ejecutar una operación con números enteros por cada ciclo del reloj interno del microprocesador, lo que se consigue al utilizar tecnología escalar y mejorar la técnica de entubamiento (pipelinning).

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    Las operaciones con enteros requieren de 5 fases: Preselección, decodificación, generación de dirección (decodificación 2), ejecución y escritura. Unicamente a partir de la quinta operación consecutiva con enteros se consigue el rendimiento de una operación por cada ciclo del reloj, existiendo cuatro ciclos de latencia para el proceso.

    Las operaciones con punto flotante requieren entre 10 y 15 ciclos del reloj para su ejecución, pues no emplean ni canalización ni tecnología escalar, por lo que se suele considerar al coprocesador matemático del 486 todavía como rudimentario. El 486DX de Intel se comercializa en cuatro versiones: de 20 Mhz, de 25 Mhz, de 33 Mhz y de 50 Mhz.

     El Microprocesador 486SX:

    El microprocesador 486SX es una versión más económica que el 486DX, en el que se han eliminado los circuitos del coprocesador matemático para disminuir su consumo energético. Originalmente su utilización estuvo destinada a los microcomputadores portátiles, aunque actualmente se lo emplea en microcomputadores de escritorio. El 486SX se comercializa en dos versiones: de 25 Mhz y de 33 Mhz.

     El Microprocesador 486DX2:

    Por su parte, el 486DX2 es una versión mejorada del 486DX que, a más de incluir el coprocesador matemático, incorpora circuitos que permiten trabajar a dos velocidades: internamente al doble de velocidad que el 486DX, y externamente a la misma velocidad que el 486DX (la velocidad de intercambio de información con la memoria RAM, con los periféricos y con otros componentes, a través de la tarjeta madre, es igual a la del 486DX). El 486DX2 se está comercializando en tres versiones: de 40 Mhz (trabaja externamente a 20 Mhz), de 50 Mhz (opera externamente a 25 Mhz) y de 66 Mhz (externamente trabaja a 33 Mhz). El principal atractivo del microprocesador 486DX2 es el de poder mejorar ostensiblemente el rendimiento de los microcomputadores por su mayor velocidad interna de procesamiento, sin necesidad de incrementar los costos de los otros componentes del microcomputador pues aprovecha la tecnología desarrollada para el 486DX.

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    El Microprocesador 486SX2:

    El 486SX2 apareció en 1995, siendo una versión más económica del 486DX2 que elimina el coprocesador matemático. Se lo comercializa en dos versiones: de 50 Mhz (externamente opera a 25 Mhz) y 66 Mhz (externamente trabaja a 33 Mhz).

    Pentium I

    • El Pentium MMX es una mejora del Classic al que se le ha incorporado un nuevo juego de instrucciones (57 para ser exactos) orientado a mejorar el rendimiento en aplicaciones multimedia, que necesitan mover gran cantidad de datos de tipo entero, como pueden ser videos o secuencias musicales o graficos 2D.

    Al ser un juego de instrucciones nuevo, si el software que utilizamos no lo contempla, no nos sirve para nada, y ni Windows 95, ni Office 97 ni la mayor parte de aplicaciones actuales lo contemplan (Windows 98 si).

    Dispone de una caché que es el doble de la del Pentium "normal", es decir 16 Kb para datos y 16 para instrucciones.

    La gama MMX empieza en los 133Mhz, pero sólo para portatiles, es decir la versión SL. Para ordenadores de sobremesa la gama empieza en los 166Mhz., luego viene el de 200 y finalmente el de 233 que utiliza un multiplicador de 3,5 y que además necesita de algo más de corriente que sus compañeros.

    • Es un procesador optimizado para aplicaciones de 16 bits.

    • Requiere zócalo de tipo 7 (socket 7).

    • También es conocido como P55C.

    • Trabaja a doble voltaje 3,3/2,8V.

    • Utiliza la misma tecnología de 0,35 micras. Lleva en su interior 4,5 millones de transistores.

    • También podemos distinguir según el encapsulado sea plástico o cerámico.

    Pentium Pro: Este es uno de los mejores procesadores que ha sacado Intel, a pesar de su relativa antigüedad. Parte de este mérito lo tiene la caché de segundo nivel, que está implementada en el propio chip, y por tanto se comunica con la CPU a la misma velocidad que trabaja ésta internamente.

    - El zócalo es específico para este modelo y es conocido como Tipo 8.

    • No cuenta con el juego de instrucciones MMX.

    • Está optimizado para aplicaciones de 32 bits. (Windows NT, Unix, OS/2...)

    • Dispone de una caché L1 de 8KB + 8KB. (instrucciones + datos)

    • Hay una gama de procesadores que posee 256 KB. de caché L2, otra 512, y por último un modelo que cuenta con un Mega.

    • Puede cachear hasta 64 GB. de RAM.

    • Está formado por 5,5 millones de transistores.

    Pentium II

    • Sistemas Pentium II

    El Pentium II es un microprocesador con arquitectura x86 diseñado por Intel, introducido en el mercado el 7 de mayo de 1997. Está basado en una versión modificada del núcleo P6, usado por primera vez en el Intel Pentium Pro.

    Los cambios fundamentales respecto a éste último fueron mejorar el rendimiento en la ejecución de código de 16 bits, añadir el conjunto de instrucciones MMX y eliminar la memoria caché de segundo nivel del núcleo del procesador, colocándola en una tarjeta de circuito impreso junto a éste.

    El Pentium II se comercializó en versiones que funcionaban a una frecuencia de reloj de entre 166 y 450 MHz. La velocidad de bus era originalmente de 66 MHz, pero en las versiones a partir de los 333 MHz se aumentó a 100 MHz.

    Poseía 32 KB de memoria caché de primer nivel repartida en 16 KB para datos y otros 16 KB para instrucciones. La caché de segundo nivel era de 512 KB y trabajaba a la mitad de la frecuencia del procesador, al contrario que en el Pentium Pro, que funcionaba a la misma frecuencia.

    Como novedad respecto al resto de procesadores de la época, el Pentium II se presentaba en un encapsulado SEC, con forma de cartucho. El cambio de formato de encapsulado se hizo para mejorar la disipación de calor. Este cartucho se conecta a las placas base de los equipos mediante una ranura Slot 1.

    El Pentium II integra 7,5 millones de transistores.

    Pentium III

    • Se le han añadido las llamadas S.S.E. o Streaming SIMD Extensions, que son 70 nuevas instrucciones orientadas hacia tareas multimedia, especialmente en 3D. Estas extensiones son el equivalente a las 3D Now que lleva implementando AMD desde hace tiempo en el K6-2, K6-III y Athlon.

    Otra novedad importan-te es la posibilidad de utilizar las nuevas instrucciones junto con las actuales MMX y las operaciones con la FPU sin verse penalizado por ello.

    Otra de las novedades introducidas y también la más polémica es la incorporación de un número de série que permite identificar unívocamente a cada una de las unidades, con lo que se obtiene una especie de "carnet de identidad" único para cada PC. Este ID se puede utilizar para realizar transacciones más seguras a través de Internet, y facilitar la vida a los administradores de redes, pero también ha sido duramente criticado por algunos grupos de presión como una invasión de la privacidad, con lo que Intel se ha visto obligada a ofrecer una utilidad que permite desactivar dicha función.

    Es importante recalcar que todas estas nuevas características no sirven para nada si el software no las contempla, al igual que ocurría con las instrucciones 3DNow o con las ya hoy en día estándar MMX.

    También es importante saber que las 3DNow, al llegar bastante tiempo en el mercado, están ya soportadas por múltiples programas, sobre todo juegos, entre otras cosas gracias al soporte por parte de Microsoft en sus DirectX

    Características:

    • Está optimizado para aplicaciones de 32 bits.

    • Posee 32 Kbytes de caché L1 (de primer nivel) repartidos en 16Kb. para datos y los otros 16 para instrucciones.

    • La caché L2 (segundo nivel) es de 512 Kb. y trabaja a la mitad de la frecuencia del procesador.

    • La velocidad a la que se comunica con el bus (la placa base) es de 100 Mhz.

    • Incorpora 9,5 millones de transistores.

    • Pueden cachear hasta 4 Gb.

    • Los modelos actuales todavía están fabricados con tecnología de 0,25 micras.

    La segunda versión del P3, de nombre técnico Coppermine.

    De este microprocesador; su nombre no cambió, seguirá siendo "Pentium III", pero tendrá muchas novedades respecto a los modelos actuales:

    velocidad de 600 MHz o más;

    velocidad de bus de 133 MHz;

    tecnología de fabricación de 0,18 micras;

    64 KB de caché L1 (probablemente);

    256 KB de caché L2 integrada, a la misma velocidad que el micro.

    De estos avances, el menos significativo es el aumento de la velocidad a 600 MHz. Lo más importante son los cambios en la tecnología de fabricación y las memorias caché; pasar de las 0,25 micras actuales a 0,18 micras hará que el chip consuma y se caliente mucho menos, además de permitir velocidades de unos 800 MHz, algo imposible de alcanzar con la tecnología actual.

    Por otra parte, aumentar el tamaño de la caché L1 implica un aumento en torno a un 5 ó 10% en todo tipo de aplicaciones sin necesidad de optimizar, mientras que aumentar la velocidad de la caché L2 resulta igualmente beneficioso pese a reducir su tamaño, como se ha demostrado con el Celeron Mendocino, de rendimiento prácticamente idéntico al Pentium II teniendo sólo la cuarta parte de caché L2. Estos cambios en las caché se notarán especialmente en las aplicaciones ofimáticas, con las cuales el actual P3 no es sino un Pentium II más caro.

    Pentium IV

    • El Pentium 4 es un microprocesador de séptima generación basado en la arquitectura x86 y manufacturado por Intel. Es el primer microprocesador con un diseño completamente nuevo desde el Pentium Pro de 1995. El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz; y fue lanzado en noviembre de 2000.

    Para la sorpresa de la industria informática, el Pentium 4 no mejoró el viejo diseño P6 según las dos tradicionales formas para medir el rendimiento: velocidad en el proceso de enteros u operaciones de coma flotante. La estrategia de Intel fue sacrificar el rendimiento de cada ciclo para obtener a cambio mayor cantidad de ciclos por segundo y una mejora en las instrucciones SSE.

    • 3. Describa las generaciones de desarrollo de las computadoras

    • LA HISTORIA DE LOS COMPUTADORES ATRAVES DE SUS GENERACIONES

    Aunque los antecedentes del computador se remontan al ábaco griego, en realidad su historia se inicia a mediados del siglo XX. No obstante entre sus predecesores se pueden sitar:

    John Napier(1550-1617). Matemático escocés que construyo una maquina a base de palillos, que realizaba las operaciones de multiplicar y dividir.

    Blaise Pascal. Que en 1642 diseño una maquina de engranajes para sumar y restar.

    Leibnitz(1646-1716). Que invento una calculadora que empleaba el sistema binario.

    Joseph Jaccquard(1752-1834). Que empleo las tarjetas perforadas para el control de los telares.

    Charles Babbage. Que sentó las bases de las actuales computadoras y diseño en 1882 una maquina diferencial para el cálculo de polinomios. En 1883 comenzó a trabajar en una maquina de propósito general capaz de resolver cualquier problema matemático y que no logro acabar.

    Hernan Hollerit. Quien a finales del siglo XIX utilizando tarjetas perforadas codificadas, impulso la construcción de maquinas destinadas a la elaboración de los censos. Fundo una compañía, que al fusionarse con otras dos dio lugar a la INTERNACIONAL BUSSINES MACHINES mas conocida mundialmente por IBM.

    Hasta la aparición y desarrollo de la electrónica se puede afirmar que no existieron computadores tal como hoy se les considera. A partir de este momento, la historia de los computadores quedo íntimamente ligada a la de la electrónica y las etapas que han ido cubriendo aquellos, también llamadas generaciones, se han basado en avances tecnológicos de la electrónica.

    Primera generación

    • Tecnología. En esta generación se usaron las válvulas de vacío para construir los computadores. Eran componentes voluminosos, caros de elevado consumo, gran disipación de calor y una limitada vida de funcionamiento

    Desarrollo histórico. Se considera al computador ENIAC(1946) como al primero de los fabricados con electrónica digital.

    El proyecto del ENIAC fue dirigido por Eckert y Mauchly en la "Moore School Engineering" de la universidad de Pensilvania. Constaba de unas 18000 válvulas, 70000 resistencias, 7500 interruptores y consumía 100 Kw., por lo que necesitaba ventilación forzada para disparar la gran cantidad de calor que producía.

    El procesador del ENIAC disponía de una estructura de 20 registros de 10 dígitos. Era capaz de sumar, restar, multiplicar, y dividir en decimal, tenia tres tipos de tablas de funciones y la entrada y salida de datos y los resultados se realizaban mediante tarjetas perforadas.

    Fue von Neumann quien propuso modificar el ENIAC en dos importantes aspectos, que dieron lugar al computador EDVAC en 1952. Dichos aspectos fueron:

    • 1. Programa almacenado. En sustitución del programa "cableado" usado hasta entonces. Esto suponía mantener inalterable la organización física del computador para todas las aplicaciones.

    • 2. Aritmética binaria codificada. En lugar de la decimal. Permitió simplificar enormemente los circuitos electrónicos encargados de realizar los cálculos.

    La arquitectura de un computador que siga el modelo de von Neumann consta de 4 bloques fundamentales, que son:

    Unidad de control. Es la encargada de interpretar los códigos binarios con los que se expresan las instrucciones y posteriormente ejecutarlas.

    Unidad lógico-aritmética. También llamada unidad operativa y abreviadamente ALU, tiene la misión de efectuar las operaciones lógicas y aritméticas.

    Memoria principal. En este componente se almacenan los datos, las instrucciones y los resultados parciales y finales. En esta etapa la memoria principal era de tipo unidimensional y se direccionala secuencial mente. No existía distinción alguna entre los códigos correspondientes a los datos con los de las instrucciones

    Módulos de entrada y salida. Introducen los datos o informaciones al sistema desde el exterior y transmiten los resultados a los periféricos.

    Por otra parte, Wilkes construyo en 1949 el computador EDSAC para la universidad de Cambridge, en el que se aportaba el concepto de memoria jerárquica en la ejecución de programas almacenados.

    Junto a un sin fin de maquinas de proceso que seguían el patrón de von Neumann y se orientaban al tratamiento de los cálculos científicos, también se comenzó en el MIT la construcción de un computador orientado a trabajar en tiempo real. Se trataba del WWI, presentado en 1951.

    Avances en el equipo físico. La memoria principal, que inicialmente estaba formada por registros a base de válvulas de vacío, fue reemplazada por sistemas de núcleo de ferrita, cuyo ciclo medio de acceso era de unos pocos microsegundos. Previamente también se habían utilizado los tubos de Williams, que almacenaban 1024 bits cada uno, incluso se llegaron a usar los tambores magnéticos.

    Como elementos de memoria secundaria, se comenzó a sustituir las tarjetas y cintas perforadas por tambores y cintas magnéticas.

    Se impulso la arquitectura de von Neumann dirigiéndola hacia el empleo compartido de la memoria principal y los periféricos. También se introdujo la capacidad de interrumpir a la UCP.

    Avances en el sistema lógico. Especialmente a partir de 1950, se mejoraron los aspectos relacionados con la lógica y la programación. Hasta entonces, solo se había empleado el lenguaje maquina, lo que exigía excelentes programadores.

    Hubo intentos de mejora de los lenguajes ensambladores, macroensambladores y de alto nivel, pero el FORTRAN no estuvo disponible hasta 1957.

    Se introdujo el concepto de registros indexados, de gran valor en la simplificación de la programación.

    Modelos comerciales. El primer computador comercial fue el UNIVAC I, construido para la oficina del censo de EE.UU. diseñado por Eckert y Mauchly cuando abandonaron la universidad de Pensilvania, se caracterizo por el empleo de cintas magnéticas.

    Al UNIVAC I le siguieron otros modelos hasta llegar al UNIVAC 1103 en 1956, cuya circuiteria le permitía operar en coma flotante y tenia capacidad para interrumpir los programas en curso.

    Se consideran modelos representativos de esta generación, además de los UNIVAC, los de IBM, que en 1953 lanzo al mercado al 701 al que siguieron el 704 y el 709

    Otras compañías como Raython, Honeywell y RCA, también se interesaron por el mercado de los computadores por esta época.

    Segunda generación

    • Tecnología. Esta generación esta caracterizada, al igual que las demás, por la innovación electrónica, que en este caso se materializa con el descubrimiento del transistor, hecho que sucedió en 1948 en los laboratorios Bell, siendo sus protagonistas Bardeen y Brattain.

    En 1954, dichos laboratorios construyeron el primer computador digital transistorizado, el TRADIC.

    El transistor al ser mas pequeño mas barato y de menos consumo que la válvula hizo los computadores mas accesibles en tamaño y precio.

    • Desarrollo histórico y modelos comerciales. El primer computador transistorizado de IBM data de 1960 y fue el modelo 7070. Para posibilitar el acercamiento de los pequeños clientes, IBM oferto en 1961 el modelo 1401, con en que eran compatibles los computadores de la serie 200 de Honeywell.

    Dentro de la gama de computadores científicos, los modelos 7090 y 7094 reemplazaron al 709

    UNIVAC participo en esta generación con el modelo 1107, que sustituía al 1103.

    A principios de 1960 UNIVAC e IBM disponían de dos supercomputadores en los que se habían incluido importantes mejoras arquitectónicas, aunque no tuvieron éxito comercial. Así, el LARC de UNIVAC, del que solo se fabricaron 2 unidades, disponía de un procesador de entradas y salidas que operaba en paralelo con la UCP. El STREECH de IBM era capaz de adelantar la ejecución de instrucciones y de corregir errores.

    Otros eventos importantes en la segunda generación fueron:

    • 1. El proyecto PILOT del Nacional Bureau of Standard para diseño de un multiprocesador con UCP independientes y de aplicación especifica.

    • 2. El modelo D-825 de Burroughs, que se puede considerar como un verdadero multiprocesador

    • 3. El computador CDC 6600, construido por la empresa CDC y que constituyo uno de los logros mas importantes de la época.

    • 4. LA presentación del modelo PDP-5 de Digital Equipment Corporation (DEC), que fue el precursor de los famosos mini ordenadores PDP de la tercera generación.

    Avances en el equipo físico. Además del cambio tecnológico expuesto, en esta generación se introdujeron los canales adecuados para poder desarrollar operaciones en paralelo y de tipo asíncrono simultáneamente, bajo el control de la UCP.

    Se consolido el empleo de nuevos dispositivos de memoria, como los núcleos de ferrita, los conjuntos de discos intercambiables, etc.

    A los sistemas que funcionan en tiempo compartido se les permitió el manejo de dos bancos de memoria principal, que se seleccionaban bajo el control del programa de control del programa en ejecución.

    Avances en el sistema lógico. El FORTRAN, lenguaje de alto nivel de carácter científico, que acaba de ser creado en la generación anterior, adquirió un fuerte impulso.

    La primera versión del COBOL, un lenguaje de alto nivel orientado al los negocios surgió en 1960. Otro lenguaje de esta generación, especializado en el campo científico fue el ALGOL.

    El PL/1aparece como un lengua que intenta aprovechar las ventajas de las tres citados.

    Se extiende el uso de procesamiento en batch o por lotes, que consiste en la ejecución automática secuencial de los programas del usuario, uno a uno.

    Tercera generación

    • Tecnología. Los computadores de esta generación se construyen con circuitos integrados, que son pastillas que contienen numerosos componentes discretos interconectados y formando bloques funcionales. En esta época se utilizan los circuitos integrados de baja (SSI) y media (MSI) escala de integración. Los primeros contienen un máximo de 12 puertas lógicas y los segundos hasta 100. es decir un número de transistores inferior a mil en cualquier caso.

    Desarrollo histórico y modelos comerciales. En el campo de computadores comerciales, la tercera veneración esta marcado con la aparición del sistema 360 de IBM de diversos modelos compatibles, que disponía el mismo juego de instrucciones maquina.

    Aparecen las familias de computadoras, esto es, computadores de distinta potencia y precio que tiene la misma arquitectura y son, por tanto, totalmente compatibles.

    Se produce la explosión de mini computadoras, computadores de recursos limitados, pero muy asequibles. Los modelos PDP-8 y PDP-11 de DEC se hicieron populares en todo el mundo.

    Dentro de los supercomputadores, destinados a ciertas aplicaciones muy restrictivas y exigentes, CDC presenta en 1969 el modelo 7600, de amplia resonancia.

    Avances en el equipo físico. El conexionado de los circuitos integrados sobre placas yo tarjetas de circuito impreso multicapa simplifica y potencia la configuración física del computador.

    La memoria de núcleos de ferrita empieza a ser desplazada por las memorias electrónicas en circuitos integrados.

    Se introducen las memorias ultra rápidas o cache , que actúan como memorias intermedias entre la unidad de control y la memoria principal aumentando la velocidad de búsqueda de las instrucciones.

    Se acepta para la CPU una organización basada en un conjunto simétrico de registros de propósito general.

    Se refuerzan los tipos de interrupciones añadiendo niveles de prioridad y se inicia el empleo de los sistemas de memoria virtual paginada.

    Avances en el sistema lógico. Los lenguajes de alto nivel apenas se renuevan y solo la aparición de versiones derivadas, como sucede con el lenguaje BASIC o PASCAL.

    Por el contrario los sistemas operativos dan un paso gigantesco estructurándose bajo el esquema de multiprogramación, que permite la ejecución simultánea de varios segmentos de programas solapados con operaciones de entrada salida.

    Se presta una especial atención al control automático de sistemas jerárquicos de memoria virtual y a la compartición de recursos entre los usuarios con técnicas de protección.

    A finales de la década de los 60 ya existían en le mercado sistemas que funcionan en tiempo compartido.

    Cuarta generación

    • Tecnología. Los constantes progresos en el incremento de la densidad de integración alcanzaron, en 1971, la cota necesaria para incluir en un chip a todos los elementos que conforman la Unidad Central de Proceso. Dicho circuito integrado recibe el nombre de microprocesador y dio origen aun computador pequeño y barato denominado microcomputador.

    La tecnología LSI (Alta escala de Integración) precedió a la VLSI (Muy Alta Escala de Integración), con la que se ha conseguido introducir un millón de componentes en un circuito integrado. Con esta última tecnología se han integrado en una sola pastilla todos los elementos que componen un microcomputador. A dicha pastilla se le llama microcomputador monopastilla.

    • Desarrollo histórico y modelos comerciales de microprocesadores. Se describen las 5 fases del desarrollo de los microprocesadores:

    • 1º. Microprocesadores de 4 bits(1971-1974): En esta etapa de introducción de los microprocesadores , la palabra de trabajo constaba solo de 4 bits, la estructura interna era muy sencilla y el juego de instrucción, muy reducida.

    • 2º. Microprocesadores de 8 bits(1974-1976): Manteniendo al filosofía de los procesadores de 4 bits, se aumenta el tamaño de la palabra de trabajo a 8 bits y se incrementa la velocidad, la potencia de calculo y juego de instrucciones.

    • 3º. Microprocesadores de 8 bits mejorados(1976-1978): Se añaden a los microprocesadores de 8 bits nuevos recursos físicos, direccionamientos y tipos de instrucciones. También se aumenta la velocidad de funcionamiento.

    Se produce la masificación en la aplicación de los microprocesadores en la industria y los computadores personales

    • 4º. Microprocesadores de 16 bits(1978-1980): Se modifica progresivamente la arquitectura de Von Neumann, para disponer de recursos físicos y repertorio de instrucciones que se adapten mejor a los lenguajes de alto nivel y los sistemas operativos avanzados. En esta época surgen los microcomputadores profesionales y nuevas aplicaciones en campos como la robótica y visión artificial.

    • 5º. Microprocesadores de 32 bits(1981-1987):Los microprocesadores que operan con palabras de 32 bits están orientados a los lenguajes de alto nivel y los sistemas operativos que admiten multiprogramación y multiusuario su velocidad es muy elevada, disponiendo de circuitos auxiliares para gestión de la memoria y tratamiento en coma flotante. Aparecen en el mercado los micro-minis, que, siendo microcomputadores basados en microprocesadores de 32 bits, asemejan sus prestaciones a los mini computadores convencionales.

    Los campos de aplicaron de estas maquinas alcanzan la inteligencia artificial, el CAT/CAM y otro.

    Además del vertiginoso desarrollo de los microprocesadores, la cuarta generación de computadores esta caracterizada por la construcción de supercomputadores de altas prestaciones, como el Fujitsu M382(1981) y el Cray X-MP (1983).

    • Avances del equipo físico. Los logros tecnológicos dirigidos hacia al incremento de la densidad de integración, no solo repercutieron en el desarrollo de los microprocesadores, sino también ene de las memorias integradas, que pasaron a ser el elemento estándar de la memoria principal.

    Por otro lado, se alcanzan nuevas e importantes densidades de grabación en los medios magnéticos mediante técnicas de magnetización vertical.

    • Avances en el sistema lógico. Se extienden los lenguajes de alto nivel capaces de manejar datos escalares y vectoriales.

    Se normaliza el uso de memoria virtual.

    La mayoría de los sistemas operativos además de la multiprogramación y el multiproceso, funcionan en tiempo compartido.

    Quinta generación

    • Tecnología. En base ala empleo de los modernos circuitos integrados con mas de un millón de componentes, la industria la investigación en el área de los computadores se decanta hacia la construcción de dos tipos de maquinas:

    • 1º. Supercomputadores de altísima velocidad: Las recientes aplicaciones a las que se destina los computadores requieren una elevadísima velocidad de procesamiento. Tal vez es el caso del proceso de imágenes en tiempo real, el control inteligente de trayectorias de robots, simulación de vehículos espaciales y otras, de laboriosos y complejos cálculos, como la prospección geológica, meteorológica y medicina.

    Para aumentar la velocidad en el procesamiento existen diversas alternativas:

    • 1. Nuevas tecnologías: Utilizando nuevos componentes y procesos basados en el silicio, en el arseniuro de galio, los dispositivos Josephsone y en los de tipo óptico, se diseñan memorias con tiempos de acceso muy pequeños y puertas lógicas de tiempo de respuesta de pocos nanosegundos.

    Sin embargo, las limitaciones técnicas y el tiempo requerido para la transmisión de las señales alo largo de los cables y pistas de comunicación, que, a una velocidad de 300000 km/s, necesita más de una décima de nanosegundo para recorrer 3cm., impiden que solo con tecnología se pueda incrementar indefinidamente la velocidad.

    • 2. Incremento del hardware: Can esta solución se pretende reducir el número de niveles lógicos por los que hay que pasar para alcanzar una solución. Este es el caso de los sumadores con acarreo anticipado.

    • 3. Aumento de la complejidad de los circuitos combinacionales, en sustitución de los secuénciales: Un ejemplo de la aplicación de esta técnica es la del uso de los PLA, que eleva la velocidad en al decodificación de las instrucciones.

    • 4. Sustitución del software por circuitería: Esta tendencia se materializa en el intento de incluir en hardware las funciones mas frecuentes que se llevan acabo mediante sistemas lógicos.

    • 5. Nuevas estructuras de la memoria: Con este método se intenta reducir los tiempos de acceso a la memoria, que suelen ser del orden de 5 a 10 veces mayores que los de la CPU. Hay diversos procedimientos:

    • a. Inserción de una memoria cache ultrarrápida entre la memoria principal y la CPU.

    • b. Memoria virtual.

    • c. Potenciación de los registros internos de CPU.

    • d. Memoria entrelazada, en la que la memoria principal se divide en varios módulos con un determinado número de palabras cada uno.

    • 6. Multiprocesadores: Sistemas compuestos por varios procesadores.

    • 7. Reforzamiento de nivel de concurrencia en las instrucciones: Mediante un proceso de eliminación de dependencias se intenta ejecutar simultáneamente varias instrucciones.

    • 8. Aumento del paralelismo en todos los niveles: A nivel de tareas o programas a base de la multiprogramación el tiempo compartido y el multiproceso.

    A nivel de segmentos o partes de un programa, lo que implica su descomposición en trozos.

    A nivel de instrucciones, que requiere un análisis de la posible dependencia de los datos.

    A nivel de las partes en que se descompone la instrucción y, por tanto, en estrecha relación con el hardware.

    • 9. Reforzamiento de la técnica de segmentación: Se potencia el solapamiento de las partes de una instrucción para aprovechar al máximo los recursos del sistema y aumentar su velocidad.

    • 10. Procesadores de flujos de datos y sistólicos.

    • 2º. Computadores de funciones inteligentes. Inicialmente, el procesamiento que realizaban los computadores operaba solo sobre los datos, los cuales consistían, fundamentalmente, en valores numéricos, caracteres y símbolos. Luego se orientaron hacia la manipulación de informaciones, que no eran otra cosa que conjuntos de datos relacionados.

    Cuando se añadieron ciertos significados semánticos al a información, esta se transformo en conocimiento y paso a ser el nuevo elemento de procedimiento de los computadores.

    Finalmente, los computadores de la quinta generación están diseñados para ser capaces de procesar funciones inteligentes, configuradas por un conjunto de conocimientos.

    Aunque parecen distantes los computadores inteligentes se están desarrollando importantes proyectos de investigación, cuyos objetivos prioritarios se dirigen a:

    -Almacenamiento de conocimientos. Introducción de hechos y reglas para configurar bases de conocimientos.

    - Realización lógica de deducciones a partir de las bases de conocimientos. Engloban los temas dedicados a las inferencias, la solución de problemas y el aprendizaje artificial.

    - Simplificación de la interfaz hombre-maquina mediante el desarrollo del lenguaje natural y la visión artificial.

    Sexta generación

    • La sexta generación nació con un dispositivo que fue un fracaso financiero, pero que al final abrió las puertas del mercado a una nueva familia de microprocesadores. Nos referimos al Pentium Pro, que tenía una curiosa construcción con dos chips interconectados; esto precisamente elevaba mucho su costo y precio al público. Pero esto propuso la idea de incluir en la misma pastilla la memoria caché externa, que es algo que se da por hecho actualmente.

    De este chip se derivaron microprocesadores tan exitosos como el Pentium II, el Pentium III y las primeras variantes del Celeron. Por cierto, durante mucho tiempo Intel no tuvo competencia en esta generación; pero despué hubo respuesta por parte de AMD, que para entonces ya era un fuerte rival.

    Séptima generación

    • AMD presentó el primer microprocesador de séptima generación: el Athlon, que por su gran desempeño en operaciones con números enteros y con unidades de punto flotante, superó a Intel por primera vez en la historia de la guerra comercial desatada entre ambas compañías. Y auque Athlon se mantuvo a la cabeza durante un periodo no muy largo, conservó ciertas características que no fueron superadas por los dispositivos Intel con los que competía. En respuesta Intel lanzó el Pentium 4 con velocidades de hasta 3.6 GHz y AMd lanzó el Duron para el mercado de bajo poder adquisitivo.

    AMD Duron

    AMD Duron es una gama de microprocesadores de bajo coste compatibles con los Athlon, por lo tanto con arquitectura x86. Fueron diseñados para competir con la línea de procesadores Celeron de Intel.

    La diferencia principal entre los Athlon y los Duron es que los Duron solo tienen 64 KBytes de memoria caché de segundo nivel (L2), frente a los 256 KBytes de los Athlon.

    Octava generación

    • Recientemente comenzaron a aparecer en el mercado de máquinas de muy alto nivel, los primeros microprocesadores de octava generación; los llamados Itanium², de Intel y Opteron de AMD, ambos diseñados para trabajar con palabras de 64 bits. Y aunque por el momento su aplicación se limita a grandes servidores empresariales, AMD ya comienza a comercializar el Athlon-64 para el mercado masivo.

    AMD Opteron

    El AMD Opteron fue el primer microprocesador con arquitectura x86 que usó conjunto de instrucciones AMD64, también conocido como x86-64. También fue el primer procesador x86 de octava generación. Fue puesto a la venta el 22 de abril de 2003 con el propósito de competir en el mercado de procesadores para servidores, especialmente en el mismo segmento que el Intel Xeon.

    La ventaja principal del Opteron es la capacidad de ejecutar tanto aplicaciones de 64 bits como de 32 bits sin ninguna penalización de velocidad. Las nuevas aplicaciones de 64 bits pueden acceder a más de 18 exabytes de memoria, frente a los 4 gigabytes de las de 32 bits.

    El procesador incluye un controlador de memoria DDR SDRAM evitando la necesidad de un circuito auxiliar puente norte y reduciendo la latencia de acceso a la memoria principal. Aunque el controlador de memoria integrado puede ser suplantado por un circuito integrado externo según se introduzcan nuevas tecnologías de memoria, en ese caso se pierden las ventajas anteriores. Esto hace que sea necesario lanzar al mercado nuevos Opteron para obtener dichas ventajas de las nuevas tecnologías de memoria.

    Varios Opterons en la misma placa base se pueden comunicar a través de uno o más enlaces de alta velocidad HyperTransport para que cada uno pueda acceder a la memoria principal de los otros procesadores de un modo transparente para el programador.

    La forma de nombrar a los Opteron es nueva: cada procesador se identifica por tres dígitos, donde el primero es un índice de cantidad (indica si el procesador está diseñado para funcionar en equipos totalizando uno, dos, cuatro u ocho Opterons) y los otros dos son un índice de velocidad.

    AMD Athlon 64

    El AMD Athlon 64 es un microprocesador x86 de octava generación que implementa el conjunto de instrucciones AMD64, que fueron introducidas con el procesador Opteron.

    Por primera vez en la historia de la informática, el conjunto de intrucciones x86 no ha sido ampliado por Intel. De hecho Intel ha copiado este conjunto de instrucciones para sus próximos procesadores, como el Xeon "Nocona". Intel llama a su implementación Extended Memory Technology -Tecnología de Memoria Extendida- (EM64T), y es completamente compatible con la arquitectura AMD64.

    La arquitectura AMD64 parece que será la arquitectura informática dominante de la generación de 64 bits, al contrario que alternativas como la arquitectura IA-64 de Intel.

    El Athlon 64 presenta un controlador de memoria en el propio circuito integrado del microprocesador y otras mejoras de arquitectura que le dan un mejor rendimiento que los anteriores Athlon y Athlon XP funcionando a la misma velocidad, incluso ejecutando código heredado de 32 bits. AMD ha elegido un sistema de medida del rendimiento del procesador basado en los megahercios a los que tendría que funcionar un hipotético Athlon Thunderbird para que diera el mismo rendimiento que un Athlon 64, en lugar de indicar los megahercios a los que funciona realmente.

    Hay dos variantes del Athlon 64: El Athlon 64 y el Athlon 64-FX. El Athlon 64-FX es similar al Opteron y más potente que el Athlon 64 normal. El Athlon 64 puede ejecutar código de 16 bits, 32 bits y el propio ensamblador de 64 bits de AMD. En la actualidad, Linux, OpenBSD, FreeBSD y NetBSD soportan el modo de 64 bits del Athlon 64, mientras que Microsoft ha sacado una versión preliminar de Windows XP para equipos de 64 bits.

    El Athlon 64 también presenta una tecnología de reducción de la velocidad del procesador llamada Cool 'n' Quiet -'Frío y Silencioso'-. Cuando el usuario está ejecutando aplicaciones que requieren poco uso del procesador, la velocidad del mismo y su voltaje se reducen. Esto provoca que los máximos de consumo bajen de 89 W a 22 W.

    El Athlon 64 puede funcionar en dos zócalos para CPU: Uno utiliza tiene 754 patillas y el otro 939 patillas. El de menor patillaje soporta los procesadores de menor velocidad, mientra que el de mayor patillaje soporta los más rapidos, incluyendo en Athlon 64-FX. El FX admite memoria RAM DDR de doble canal, pero solo en los caros módulos de memoria registrada. AMD tiene pensado sacar durante 2005 una versión de 939 patillas del Athlon 64, que soportaría memoria RA

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