Buses de Comunicación – Von Neumann

noviembre 7, 2007

Aqui os dejo otro pequeño resumen sobre los tipos de lineas de comunicación que se da en los actuales PC’s. Todo lo comentado aquí forma parte y se basa en la arquitectura de Von Neumann.

Los buses: Se podría definir como las lineas electricas y ópticas a través de las cuales se comunican distintas unidades de un computador y a traves de estos, se comunica con las distintas unidades de PC. Otra forma de definirlo seria como las diferentes conexiones por los que circulan bits de información.

Generalizando se dintinguen tres tipos de buses actualmente. No se puede mostrar la imagen “https://i2.wp.com/upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d6/JohnvonNeumann-LosAlamos.jpg/200px-JohnvonNeumann-LosAlamos.jpg” porque contiene errores.(dentro de la arquitectura de Von Neumann).

 – Bus de datos: este bus o linea permite en intercambio de información con la CPU (U.C, A.L.U, F.P.U etc…). Cada instrucción de un programa y cada byte/bit viaja por este bus.
El intercambio de información se realiza a traves de lineas, una linea por cada bit y se transmiten todos a la vez de forma paralela. Como muchos conocereis, sobre todo los mas entendidos de hardware, cuando adquirimos un micro, una de las caracteristicas es este bus, actualmente de 64 bits, y que de hecho, muchos sistemas operativos vienen para esta arquitectura para un mayor aprovechamiento. La CPU de los primeros micros era de 8 bits, por lo que solo podian traferir un byte de información por cada cico de relog (Hz) y actualmente, como ya he comentado, se usan de 64 bits, como por ejemplo en los ultimos micros de Intel y AMD (ambientados para desktop)

– Bus de direcciones:  este se basa en el intercambio entre la CPU (generalizando) y la Memoria Principal (MP). Este bus funciona sincronizado con el de datos y sirve principalmente de guia para saber que datos se envian/reciben a la CPU para su procesamiento. Hay que tener en cuanta que cuanto mayor sea el ancho de bus (bits) mayor rango de memoria direccionara, y , por lo tanto, con mayor cantidad de información prodrá trabajar.

– Bus de control: (sobre este bus apenas tengo información, asi que seré explicito) Se basa en controlar las unidades complementarias de la CPU, generando “impulsos” “electricos” necesarios para utilizarlos.

Nota: solo deciros que no lo tengais como una guia de referencia oficial, solo comparto la informacion que estudio y de una forma menorizada. En fin, curiosos, espero que os entretenga un rato. Salu2


Bloques de las CPU “actuales”

octubre 24, 2007

Inicio aqui otro post sobre temas que voy tratando a medida que avanzo con las clases, y este me ha parecido interesante, aunque la gran mayoria de lo que doy es bastante curioso. En este caso os comentare de una forma resumida los bloques por los cuales se rige una CPU (no generalizar con micropocesador).Tened en cuenta que esto es un breve resumen, pero dentro de estos apartados existe cantidad de información de base matematica y  fisic inmesos. NO tengais en cuenta esto como un texto oficial, soy humano y puedo confundirme o no expresarlo bien. Tenedlo mas bien como una información curiosa. Empiezo

Los primeros micros constaban de los componentes básicos pero a medida que la tecnologia y electronica evoluciona se mejorar para sacar mas rendimiento al software, hablando respecto a computadoras desktop. El nucleo del procesador  es la parte  CPU es la parte que funciona a la misma velocidad que la ALU.

El nucleo del procesador se compone por los siguientes elementos:

Unidad de coma flotante (FPU). Se conoce también con otros nombres: unidad de punto flotante, coprocesador matemático. Esta unidad es la encargada de manejar todas las operaciones en coma flotant. Estas operaciones involucran aritmetica con numeros fraccionarios, operaciones matemáticas trigonometricas y logaritmos los cuales nos voy a comentar por que desconozco. Antes de la aparición e introducción de la FPU, la UAL o ALU (sease internacional o español) realizaba operaciones en coma flotante , sin embargo era muy lenta y lo que la FPU hace en un ciclo de reloj la ALU lo hacia en cien por lo que propicio a su desarollo.

La cache del procesador de level 1 y 2: Las memorias cachés se utilizan para guardar las posiciones de memoria de la memoria principal (RAM) mas utilizadas por procesos por ejemplo. Almacenando información en cache se incrementa la velocidad de adquisición de información. En el caso ipotetico de que la caché contiene datos que necesitas la CPU no existirian tiempos de espera  por ello es mucho mas rápida. Cuando la caché no contien los datos requeridos, se demoninaria fallo de cache, por lo que la CPU tendria que esperar un tiempo hasta que la memoria principal (RAM) entrege los datos a traves de los bus de datos. Claro que esto nuestra computadora lo hace en milisegundos.

Un poco de historia:las primeras caches surgieron en la época del micro 386 de Intel (parece que el libro es propiedad de Intel porque se aferra solo a esta compañia) en el año 1986. Los diseños de la placa madre para este micro llevaba una cache de 64 Kilo Bits (ahora nos decojonamos pero en aquellos años era toda un inovación que el micro llevase una memoria volatil integrada fisicamente).  En 1989, con la aparición de 486 se incluyo una pequeña cantidad de caché dentro del chip del micro y esta caché se demonino cachñe del procesador. Los fabricantes de placas madre incluyeron con el avance de esta memoria otra memoria caché en sus placas y a esta se le conoció como caché de level 2 (L2) y la integrada en el propio micro como level 1 (L1). Actualmente cuando compramos unicamente el microprocesador nos viene con las caracteristicas. y en la gama de Intel la cache L2 viene integrada tambien en el micro pero esta mas lejos del nucleo, es una punta si no me equivoco. Lo mas probable es que AMD haya seguido este camino y otras empresas como VIAMotorola y demás. La cache L1 es de menor memoria y es el primer lugar donde se solicita un dato.

Bus frontal (FSB): Bus bastante conocido que conecta el micro con la placa madre. Es la “interfaz” entre la caché L2 y el procesador y la placa madre, el ancho de bus mas novedoso es de 64 bits.

Bus posterior (BSB): Es otra interfz similar, pero en este caso de ambito interno del procesador y conecta la cache L1 con el nucleo del procesador y la caché L2. El ancho de este bus mas actual es de 256 bits.


Unidad Central de Proceso (CPU)

octubre 15, 2007

Con este articulo inicio la nueva categoria de Explotacion de Sistemas Informaticos que estoy cursando actualmente, aqui posteare todos los articulos referidos a el curso que estoy ejerciendo e intentare compartir con todos vosotros la información mas curiosa que este estudiando.

Ahora me centrare en la CPU, que en un apartado que todavia no he dado, pero soy algo impaciente y la curiosidad me mata, asi que os hare un pequeño resumen sobre ello aquí. Tened en cuenta que esta super resumido, asi que no espereis tenerlo como gran refencia. Intentaré de ser lo mas conciso posible. Disfrutadlo:

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La Unidad Central de Proceso (UCP o CPU) se prodria definir como el cerebro del ordenador (en el caso de una computadora), este dispositivo es el que se ocupa de controlar y gobernar el ordenador. Este consiste en un circuito microscopico que interpreta y ejecuta las instrucciones de los programas almacenados en memoria y que ademas y que ademas tomas los datos de las unidades de salida, es decir, se trata del componente del ordenador que se ocupa del control y el proceso de datos. La potencia de un sistema informatico (hardware) se mide principalmente por su CPU.

Este esta formado por :

– La Unidad de Control (UC), que interpreta y ejecuta las instrucciones de la máquina almacenadas en la memoria principal o RAM (random acces memory) y genera señales de control necesarias para ejecutar dichas instrucciones.

– La Unidad Aritmetico Lógica (UAL o ALU) recibe los datos sobre los que efectua operaciones de calculo y comparaciones, toma decisiones lógicas (determina si una afirmacion es correcta o falsa mediante reglas del algebra de Boole) y devuelve luego el resultado, todo ello bajo supervision de la unidad de control.

– Los registros de trabajo, se podria definir como el “lugar” donde se almacena información temporal, que constituyen el almacenamiento interno de la CPU. La UC, la UAL y los registros van a contituir el procesador del sistema, encargado del control y ejecución de todas la operaciones del sistema. Se puede hacer una similitud entre microprocesadores, por ejemplo de la gama Intel o AMD, con los componentes de la CPU, pero no debemos referirnos a microprocesador como la CPU.

A todo esto, para llevar a cabo todo esto, la CPU, debe comunicar a traves de un conunto de circuitos o conexciones fisicas llamadas bus. El bus conecta la CPU con los dispositivos de almacenamiento, por ejemplo y dispositivos de E/S o de salida etc… . Los buses son caminos a traves de los cuales las instrucciones e información circulan las distintas unidades del ordenador.

Por ejemplo, a traves de DB-9, conectamos nuestro monitor a la salida/puerto de la grafica, y esta informacion viaja a traves del cable fisico hasta nuestra GPU y de ahi hasta la CPU.

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Hasta aquí el articulo. Tened en cuenta que solo es un explicacion muy sencilla de entender, ahora entrar en la base de este sistema en otro reto que tendre que aprender. Espero que os haya sido interesante. Salu2


Código BCD, EBCDIC y ASCII

octubre 15, 2007

Actualmente estoy ejerciendo el primer curso de explotacion de sistemas informáticos, y dado que estoy dando mucha materia, partiendo de la base de la telemática y la información he decidio postear este articulo y mi motivo principal es de autorepaso para mi y para vosotros lectores (los que no lo conozcais) como una información extra y ademas muy util a medida que os introducis en la informatica, sore todo el ASCII. Se prodria resumir como un simplificacion de los sistemas alfabeticos y alfanumericos (bcd, ebcdic y ascii). Empiezo:

  • Estos códigos de entrada y salida (E/S) permiten traducir la información o datos que nosotros entendemos a traves de dispositivos o maquinas a otro tipo de reprensatión que la máquina pueda entender y procesar. Los datos entran y salen del ordenador (en este caso) a traves de los perifericos de entrada y salida respectivamente (entre otros).
  • La estandarizacion de estos codigos de ha sido tan global debido a un metodo de comprensión, sea el dispositivo de E/S que sea.
  • BCD

Significa decimal codificado en binario (binary coded decimal) y tambien se conoce por las siglas españolas CBD. Realmente no es un código de E/S, sino una forma de codificar los simbolos numericos del 0 al 9 que se emplean en varios codigos de E/S, entre ellos ascii que explicare mas tarde. BCD divide cada octeto en dos mitades o cuartetos, cada uno de los cuales alamcena en binario un cifra. Con este código es muy facil converitr el binario (b=2) al decimal (b=10). La representación de un numero decimal en BCD se realiza expresando el digito en su representacion binaria -> 128 en BCD seria = 0001 0010 1000

  • EBCDIC

El código BCD se expanderia de este modo: extendido de caracteres decimales codificados en binario para el intercambio de informacion (extended BCD interchange intercode). ES un sistema de codificacion que tiene como objetivo la representación de caracteres alfanumericos. Es el utilizado por IBM para sus ordenadores de la serie IBM PC. En este sistema de caracteres, cada caracter tiene 8 bits, entonces, al tener 8 podremos reresentar hasta 2 elevado 8 = 256 caracteres. Sera posible almacenar letras mayusculas , caracteres especiales etc… para los dispositivos de E/S.

  • ASCII

Código estaunidense (para variar) Estandar para el intercambio de la información (american standard code for information interchange). Es el recomendado por en ANSI (instituto estaunidense de normas). Utiliza grupos de 7 bits por caracter, permitiendo 2 elevado 7 = 128 caracteres diferentes, lo que es sufiente para el alfabeto con letras mayusculas y minisculas y simbolos de una maquina de escribir corriente. Un código ASCII extendido usa 8 bits por caracter, lo que añade otros 128 caracteres posibles. Este juego de codigos mas amplio perimte que se agregen los simbolos de lenguajes extrangeros y varios simbolos graficos. ASCII es el codigo mas extendido y es utilizado por sistemas operativos como DOS, Windows, y UNIX.

Un ejemplo: todo lo que introducimos en nuestro PC, suponiendo que este bajo un plataforma antes mencionada, o por ejemplo GNU/Linux, seria en codigo ASCII, claro que eso al procersarlo al ordenador, se pasaria a binario en paquetes de 8 bits osease 1 byte de informacion por caracter.

Bueno, hasta aqui la deficion de estos sistemas alfanumericos de computadoras, si teneis dudas o ideas en general postear un comentario. Salu2