sábado, 24 de septiembre de 2011

ARQUITECTURA DE LA PC


La arquitectura de computadoras es el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de un sistema de computadora. Es decir, es un modelo y una descripción funcional de los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias partes de una computadora, con especial interés en la forma en que la unidad central de proceso (UCP) trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria.
También suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes de hardware para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo.
El ordenador recibe y envía la información a través de los periféricos por medio de los canales. La UCP es la encargada de procesar la información que le llega al ordenador. El intercambio de información se tiene que hacer con los periféricos y la UCP. Todas aquellas unidades de un sistema exceptuando la UCP se denomina periférico, por lo que el ordenador tiene dos partes bien diferenciadas, que son: la UCP (encargada de ejecutar programas y que está compuesta por la memoria principal, la UAL y la UC) y los periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y comunicaciones).

En este  tema de arquitecturas hay que mensionar que existen 3 tipos de arquitecturas.

TIPOS DE ARQUITECTURAS
CARACTERISTICAS.




















x86-64
Ø  Es una arquitectura basada en la extensión del conjunto de instrucciones x86 para manejar direcciones de 64 bits. además de una simple extensión contempla mejoras adicionales como duplicar el número y el tamaño de los registros de uso general y de instrucciones sse.
Nuevos registros. el número de registros de propósito general se ha incrementado de 8 en los procesadores x86-32 a 16, y el tamaño de todos estos registros se ha incrementado de 32 bits a 64 bits. adicionalmente, el número de registros mmx de 128 bits (usados para las instrucciones extendidas simd) se ha incrementado de 8 a 16. los registros adicionales incrementan el rendimiento.
Ø  Registros xmm (sse) adicionales: igualmente el número de registros de 128 bits (usados para las instrucciones sse) han aumentado de 8 a 16.

Ø  Espacio de direcciones mayor. debido a la arquitectura de 64 bits, la arquitectura amd64 puede direccionar hasta 16 exabytes de memoria. esto, comparado con los 4gb del x86-32, de los que sólo la mitad está disponible para aplicaciones en la mayoría de las versiones de microsoft windows, el sistema operativo dominante en entornos domésticos. las implementaciones futuras de la arquitectura del amd64 puede proporcionar hasta 2 exabytes de memoria disponible. si la paginación de memoria se utiliza correctamente, los sistemas operativos de 32 bits podrían tener acceso a algunas de las extensiones de dirección físicas sin tener que realizar la ejecución en modo largo (long). aunque la memoria virtual de todos los programas en el modo de 32 bits está limitada a 3 gb.
Ø  Instrucción de acceso a datos relativa al puntero: las instrucciones ahora pueden hacer referencias relativas al puntero de instrucciones (registro rip). esto permite crear código independiente de la posición que permite un código mucho más eficiente en bibliotecas dinámicas y código cargado en tiempo de ejecución.
Ø  llamadas al sistema más rápidas. debido a que la segmentación no está soportada en el modo de 64 bits, las llamadas al sistema no tienen las latencias asociadas con almacenar y recuperar la información de segmentación ni tienen que realizar las comprobaciones necesarias de protección a nivel de segmentación. por lo tanto, amd ha introducido una nueva interfaz de llamadas al sistema, al que se accede utilizando solamente la instrucción "syscall". aunque los sistemas operativos todavía pueden utilizar el sistema de interrupciones para las llamadas al sistema, en el modo de 64 bits utilizar "syscall" es más rápido.

Ø  Instrucciones sse. la arquitectura amd 64 incluye las extensiones de intel sse y sse2, las últimas cpus incluyen sse3 también. también están soportadas las instrucciones del x86 y mmx.

Ø  bit nx. el bit nx es una característica del procesador que permite al sistema operativo prohibir la ejecución del código en área de datos, mejorando la seguridad. esta características está disponible en los modos de 32 y 64 bits, y está soportada por linux, solaris, windows xp sp2, windows server 2003 sp1.



















x64
Ø  En arquitectura de computadoras, 64 bits es un adjetivo usado para describir enteros, direcciones de memoria u otras unidades de datos que comprenden hasta 64 bits (8 octetos) de ancho, o para referirse a una arquitectura de cpu y alu basadas en registros, bus de direcciones o bus de datos de ese ancho.

Ø  Los microprocesadores de 64 bits han existido en las supercomputadoras desde 1960 y en servidores y estaciones de trabajo basadas en risc desde mediados de los años 1990. en 2003 empezaron a ser introducidos masivamente en las computadoras personales (previamente de 32 bits) con las arquitecturas x86-64 y los procesadores powerpc g5.

Ø  Aunque una cpu puede ser internamente de 64 bits, su bus de datos o bus de direcciones externos pueden tener un tamaño diferente, más grande o más pequeño y el término se utiliza habitualmente para describir también el tamaño de estos buses. por ejemplo, muchas máquinas actuales con procesadores de 32 bits usan buses de 64 bits (p.ej. el pentium original y las cpus posteriores) y pueden ocasionalmente ser conocidas como "64 bits" por esta razón.

Ø  El término también se puede referir al tamaño de las instrucciones dentro del conjunto de instrucciones o a cualquier otro elemento de datos (p.ej. las cantidades de 64 bits de coma flotante de doble precisión son comunes).

Ø  Sin más calificaciones, sin embargo, la arquitectura de las computadoras de 64 bits tiene integrados registros que son de 64 bits, que permite procesar (interna y externamente) datos de 64 bits.

















x32
Ø  es solo para procesadores de 32 bits.

Ø  La arquitectura de 32 bits salió cuando las compus traían como máximo 16 mb de ram y se critico mucho la salida de esta arquitectura por que no se usaban las capacidades, con 32bits se pueden apuntar a las direcciones de memoria hasta poco menos de los 4 gb.

Ø  En arquitectura de computadoras, 32 bits es un adjetivo usado para describir enteros, direcciones de memoria u otras unidades de datos que comprenden hasta 32 bits (4 octetos) de ancho, o para referirse a una arquitectura de cpu y alu basadas en registros, bus de direcciones o bus de datos de ese ancho.

Ø  32 bits es también un término dado a una generación de computadoras en las cuales los procesadores eran de 32 bits.

Ø  Un campo de almacenamiento de 32 bits permite 232 combinaciones posibles. debido a esto, el rango de valores naturales que pueden ser almacenados en 32 bits es de 0 hasta 4.294.967.295 (que es 232 − 1). para enteros con signo, utilizando el complemento a dos, el rango es desde −2.147.483.648 ( − 232 − 1) hasta +2.147.483.647 (232 − 1 − 1). estos rangos delimitan los sistemas de numeración comunes que utilizan 32 bits, tales como las direcciones ip ó las fechas posix (provocando el efecto 2038).

Ø  Los buses de datos y de direcciones son usualmente más anchos que 32 bits, a pesar de que éstas se almacenen y manipulen internamente en el procesador como cantidades de 32 bits. por ejemplo, el pentium pro es un procesador de 32 bits, pero el bus de direcciones externo tiene un tamaño de 36 bits, y el bus de datos externo de 64 bits.




















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