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Presentación de la Arquitectura de Computadoras

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Presentación de la asignatura: Arquitectura del Computador

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Principios Básicos de la Arquitecturas de Computadoras

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Principios Básicos de la Arquitecturas de Computadoras

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Son el sistemas de electrónicos programables esenciales para procesar y gestionar datos en la era digital. Estos sistemas se componen de hardware, que incluye dispositivos físicos como el procesador, la memoria y los dispositivos de entrada/salida, y software, que abarca los programas y datos que instruyen y permiten la operación del hardware.

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Optimización de  Arquitecturas de Computadoras

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Optimización de  Arquitecturas de Computadoras

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Likwid también es una suite de herramientas de código abierto y gratuita interesante para arquitectura de computadoras. Con ella tendrás varios programas orientados al rendimiento, funcionando sobre procesadores de Intel, AMD, ARM y POWER en sistemas operativos GNU/Linux. También tiene soporte adicional para GPUs NVIDIA.

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Optimización de la Arquitectura de Computadoras

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Los Modelos de Arquitecturas de Computadora

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Los Modelos de Arquitecturas de Computadora

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Arquitectura de Von Neumann: Usa una única memoria tanto para datos como para instrucciones. Es la más común en las computadoras modernas.

Arquitectura Harvard: Separa las memorias para datos e instrucciones, lo que permite un acceso simultáneo y mejora el rendimiento.

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¿Qué Computadora se debe usar para la Arquitectura?

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¿Qué Computadora se debe usar para la Arquitectura?

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Es importante tener una computadora que tenga suficiente potencia de procesamiento y memoria RAM para manejar los programas de diseño y modelado 3D que se utilizan comúnmente en este campo. Algunos de los programas más populares en arquitectura incluyen AutoCAD, SketchUp, Revit y 3ds Max.

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Computadora para arquitectura: ¿CUÁL ELEGIR? 💻

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Organización y Arquitecturas de Computadoras

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Organización y Arquitecturas de Computadoras

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1. Unidad Central de Proceso (CPU)

La CPU es el cerebro de la computadora, y está compuesta por dos partes principales:

Unidad de Control (CU): Dirige y coordina las operaciones del sistema, interpretando las instrucciones de los programas y enviando señales a otros componentes.

Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Realiza operaciones matemáticas (como suma y multiplicación) y lógicas (comparaciones entre valores).

2. Memoria

La memoria almacena datos e instrucciones que la CPU utiliza durante el procesamiento. Se clasifica en:

Memoria Principal (RAM): Almacena temporalmente los datos y programas que están siendo utilizados. Es volátil, lo que significa que pierde la información cuando la computadora se apaga.

Memoria Secundaria: Dispositivos como discos duros, SSDs o unidades ópticas, que proporcionan almacenamiento persistente.

3. Bus

Los buses son canales de comunicación que permiten el intercambio de datos entre diferentes partes de la computadora. Existen varios tipos de buses, como:

Bus de Datos: Transfiere los datos entre los componentes.

Bus de Direcciones: Indica a dónde se deben enviar los datos.

Bus de Control: Gestiona las señales de control entre los componentes.

4. Dispositivos de Entrada/Salida (E/S)

Estos dispositivos permiten la interacción entre el usuario y la computadora, y el intercambio de información con el mundo exterior:

Dispositivos de Entrada: Como teclado, ratón, micrófono, etc.

Dispositivos de Salida: Pantalla, impresora, altavoces, entre otros.

5. Unidad de Almacenamiento

Los discos duros, unidades de estado sólido (SSD) y otros dispositivos proporcionan almacenamiento de datos a largo plazo.

6. Caché

Es una memoria de alta velocidad que almacena temporalmente los datos más utilizados por la CPU para acelerar el acceso a la información.

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El ISA (Instruction Set Architecture) define las instrucciones que la CPU puede ejecutar, como las operaciones aritméticas y lógicas. Algunas arquitecturas comunes incluyen:

CISC (Complex Instruction Set Computer): Tiene un conjunto de instrucciones complejo y extenso.

RISC (Reduced Instruction Set Computer): Utiliza un conjunto reducido de instrucciones, lo que optimiza la velocidad de ejecución.

El ISA (Instruction Set Architecture) define las instrucciones que la CPU puede ejecutar, como las operaciones aritméticas y lógicas. Algunas arquitecturas comunes incluyen:

CISC (Complex Instruction Set Computer): Tiene un conjunto de instrucciones complejo y extenso.

RISC (Reduced Instruction Set Computer): Utiliza un conjunto reducido de instrucciones, lo que optimiza la velocidad de ejecución.

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Ventajas de la Arquitecturas de Computadoras

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Ventajas de la Arquitecturas de Computadoras

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Pila : Modelo sencillo para evaluación de expresiones (notación polaca inversa). Instrucciones cortas pueden dar una buena densidad de código.

Acumulador: Instrucciones cortas. Minimiza estados internos de la máquina (unidad de control sencilla).

Registro: Modelo más general para el código de instrucciones parecidas. Automatiza generación de código y la reutilización de operandos. Reduce el tráfico a memoria. Una computadora actualmente tiene como estándar 32 registros. El acceso a los datos es más rápido.

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Desventajas de la Arquitecturas de Computadoras

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Desventajas de la Arquitecturas de Computadoras

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Pila: A una pila no se puede acceder aleatoriamente. Esta limitación hace difícil generar código eficiente. También dificulta una implementación eficente, ya que la pila llega a ser un cuello de botella es decir que existe dificultad para la transferencia de datos en su velocidad mk.

Acumulador: Como el acumulador es solamente almacenamiento temporal, el tráfico de memoria es el más alto en esta aproximación.

Registro: Todos los operadores deben ser nombrados, conduciendo a instrucciones más largas.

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Arquitectura Von Neumann: En esta arquitectura, los datos y las instrucciones se almacenan en la misma memoria. Es el modelo más común en las computadoras.

Arquitectura Harvard: Divide la memoria en dos partes: una para las instrucciones y otra para los datos, lo que permite un procesamiento más rápido.

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Anteriormente vinos los componentes pero con poca información con estos asique aqui te doy una descripción de los componentes principales:

1. Unidad Central de Proceso (CPU)

La CPU es el cerebro de la computadora, y está compuesta por dos partes principales:

Unidad de Control (CU): Dirige y coordina las operaciones del sistema, interpretando las instrucciones de los programas y enviando señales a otros componentes.

Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Realiza operaciones matemáticas (como suma y multiplicación) y lógicas (comparaciones entre valores).

2. Memoria

La memoria almacena datos e instrucciones que la CPU utiliza durante el procesamiento. Se clasifica en:

Memoria Principal (RAM): Almacena temporalmente los datos y programas que están siendo utilizados. Es volátil, lo que significa que pierde la información cuando la computadora se apaga.

Memoria Secundaria: Dispositivos como discos duros, SSDs o unidades ópticas, que proporcionan almacenamiento persistente.

3. Bus

Los buses son canales de comunicación que permiten el intercambio de datos entre diferentes partes de la computadora. Existen varios tipos de buses, como:

Bus de Datos: Transfiere los datos entre los componentes.

Bus de Direcciones: Indica a dónde se deben enviar los datos.

Bus de Control: Gestiona las señales de control entre los componentes.

4. Dispositivos de Entrada/Salida (E/S)

Estos dispositivos permiten la interacción entre el usuario y la computadora, y el intercambio de información con el mundo exterior:

Dispositivos de Entrada: Como teclado, ratón, micrófono, etc.

Dispositivos de Salida: Pantalla, impresora, altavoces, entre otros.

5. Unidad de Almacenamiento

Los discos duros, unidades de estado sólido (SSD) y otros dispositivos proporcionan almacenamiento de datos a largo plazo.

6. Caché

Es una memoria de alta velocidad que almacena temporalmente los datos más utilizados por la CPU para acelerar el acceso a la información.

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Universitat Politècnica de València - UPV

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El ordenador  y sus componentes. Arquitectura de ordenadores personales | 6/48 | UPV