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Risc

22.05.2013 10:32

 

 

 

RISC: Significado:
 


En arquitectura computacional, RISC (del inglés Reduced Instruction Set Computer, en español Computador con Conjunto de Instrucciones Reducidas) es un tipo de diseño de CPU generalmente utilizado en microprocesadores o microcontroladores con las siguientes características fundamentales:

  1. Instrucciones de tamaño fijo y presentadas en un reducido número de formatos.
  2. Sólo las instrucciones de carga y almacenamiento acceden a la memoria de datos.

 

 

Funcionamiento:



El objetivo de diseñar máquinas con esta arquitectura es posibilitar la segmentación y el paralelismo en la ejecución de instrucciones y reducir los accesos a memoria. Las máquinas RISC protagonizan la tendencia actual de construcción de microprocesadores. PowerPC, DEC Alpha, MIPS, ARM, SPARC son ejemplos de algunos de ellos.

RISC es una filosofía de diseño de CPU para computadora que está a favor de conjuntos de instrucciones pequeñas y simples que toman menor tiempo para ejecutarse. El tipo de procesador más comúnmente utilizado en equipos de escritorio, el x86, está basado en CISC en lugar de RISC, aunque las versiones más nuevas traducen instrucciones basadas en CISC x86 a instrucciones más simples basadas en RISC para uso interno antes de su ejecución.

 

 

Aplicaciones:
 

 


La relativa sencillez de la arquitectura de los procesadores RISC conduce a ciclos de diseño más cortos cuando se desarrollan nuevas versiones, lo que posibilita siempre la aplicación de las más recientes tecnologías de semiconductores. Por ello, los procesadores RISC no solo tienden a ofrecer una capacidad de procesamiento del sistema de 2 a 4 veces mayor, sino que los saltos de capacidad que se producen de generación en generación son mucho mayores que en los CISC.

Los comandos que incorpora el chip RISC en su ROM constan de varias instrucciones pequeñas que realizan una sola tarea. Las aplicaciones son aquí las encargadas de indicar al procesador qué combinación de estas instrucciones debe ejecutar para completar una operación mayor.

Además, los comandos de RISC son todos del mismo tamaño y se cargan y almacenan del mismo modo. Al ser estas instrucciones pequeñas y sencillas, no necesitan ser descodificadas en instrucciones menores como en el caso de los chips CISC, pues ya constituyen en sí unidades descodificadas. Por ello, el procesador RISC no gasta tiempo verificando el tamaño del comando, en descodificarlo ni en averiguar cómo cargarlo y guardarlo.

El procesador RISC puede además ejecutar hasta 10 comandos a la vez pues el compilador del software es el que determina qué comandos son independientes y por ello es posible ejecutar varios a la vez. Y al ser los comandos del RISC más sencillos, la circuitería por la que pasan también es más sencilla. Estos comandos pasan por menos transistores, de forma que se ejecutan con más rapidez. Para ejecutar una sola instrucción normalmente les basta con un ciclo de reloj.

 

 


Características:

 

 

Entre las Caracteristicas de RISC tenemos las siguientes:

  • La CPU trabaja mas rápido al utilizar menos ciclos de reloj para ejecutar instrucciones.
  • Utiliza un sistema de direcciones no destructivas en RAM. Eso significa que a diferencia de CISC, RISC conserva después de realizar sus operaciones en memoria los dos operandos y su resultado, reduciendo la ejecución de nuevas operaciones.
  • Cada instrucción puede ser ejecutada en un solo ciclo del CPU

Las características esenciales de una arquitectura RISC pueden resumirse como sigue:

  • Estos microprocesadores siguen tomando como base el esquema moderno de Von Neumann.
  • Las instrucciones, aunque con otras características, siguen divididas en tres grupos:

a) Transferencia.
b) Operaciones.
c) Control de flujo.

  • Reducción del conjunto de instrucciones a instrucciones básicas simples, con la que pueden implantarse todas las operaciones complejas.
  • Arquitectura del tipo load-store (carga y almacena). Las únicas instrucciones que tienen acceso a la memoria son 'load' y 'store'; registro a registro, con un menor número de acceso a memoria.
  • Casi todas las instrucciones pueden ejecutarse dentro de un ciclo de reloj. Con un control implantado por hardware (con un diseño del tipo load-store), casi todas las instrucciones se pueden ejecutar cada ciclo de reloj, base importante para la reorganización de la ejecución de instrucciones por medio de un compilador.
  • Pipeline (ejecución simultánea de varias instrucciones). Posibilidad de reducir el número de ciclos de máquina necesarios para la ejecución de la instrucción, ya que esta técnica permite que una instrucción puede empezar a ejecutarse antes de que haya terminado la anterior.

 

 

 Influencia de la tecnología en los microprocesadores RISC:

 

Los inicios de la tecnología RISC surgen en el ambiente académico, en 1980, en la Universidad de Berkeley California, donde el Dr. David A. Pattersoninició un proyecto denominado RISC I, obteniendo resultados en tan solo 19 meses, seguido por RISC II, SOAR Smalltalk on a RISC y SPUR (Symbolic Processing on a RISC), pero simultáneamente, en la Universidad de Stanford, el Dr. John Hennesy inició también un proyecto de implementación RISC, denominado MIPS, seguido por el sistema MIPS-XMP, enfocados hacia el proceso simbólico, demostrando así las capacidades de velocidad de la arquitectura RISC.

Ambos profesores se vieron envueltos rápidamente, en proyectos de productos comerciales, y en concreto,el llamado Hennesy fué uno de los fundadores de MIPS Computer Systems, mientras Patterson actuaba de asesor durante el desarrollo del primer SPARC.

 

 

Familia MIPS:

 

Con el nombre de MIPS (siglas de Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) se conoce a toda una familia de microprocesadores de arquitectura RISC desarrollados por MIPS Technologies.

Los diseños del MIPS son utilizados en la línea de productos informáticos de SGI; en muchos sistemas embebidos; en dispositivos para Windows CE;routers Cisco; y videoconsolas como la Nintendo 64 o las Sony PlayStation, PlayStation 2 y PlayStation Portable.
Las primeras arquitecturas MIPS fueron implementadas en 32 bits (generalmente rutas de datos y registros de 32 bits de ancho), si bien versiones posteriores fueron implementadas en 64 bits. Existen cinco revisiones compatibles hacia atrás del conjunto de instrucciones del MIPS, llamadas MIPS I, MIPS II, MIPS III, MIPS IV y MIPS 32/64. En la última de ellas, la MIPS 32/64 Release 2, se define a mayores un conjunto de control de registros. Así mismo están disponibles varias "extensiones", tales como la MIPS-3D, consistente en un simple conjunto de instrucciones SIMD en coma flotante dedicadas a tareas 3D comunes, la MDMX(MaDMaX) compuesta por un conjunto más extenso de instrucciones SIMD enteras que utilizan los registros de coma flotante de 64 bits, la MIPS16 que añade compresión al flujo de instrucciones para hacer que los programas ocupen menos espacio (presuntamente como respuesta a la tecnología de compresión Thumb de la arquitectura ARM) o la reciente MIPS MT que añade funcionalidades multithreading similares a la tecnología HyperThreading de los procesadores Intel Pentium 4.
Debido a que los diseñadores crearon un conjunto de instrucciones tan claro, los cursos sobre arquitectura de computadores en universidades y escuelas técnicas a menudo se basan en la arquitectura MIPS. El diseño de la familia de CPU's MIPS influiría de manera importante en otras arquitecturas RISC posteriores como los DEC Alpha.

 

 

Familia Sparc:

 

SPARC (del inglés Scalable Processor Architecture ). Un procesador con arquitectura escalable es aquel en el que se pueden definir versione posteriores de la misma con mayor cantidad de características, siempre salvaguardando la compatibilidad con los programas de versiones anteriores. Tiene una arquitectura basada en un juego de instrucciones RISC (Reduced instruction set computer ) desarrollado por la empresa Sun Microsystems y lanzado a mediados de 1987.
SPARC es la primera arquitectura RISC abierta y como tal, las especificaciones de diseño están publicadas, así otros fabricantes de
microprocesadores pueden desarrollar su propio diseño. Una de las ideas innovadoras de esta arquitectura es la ventana de registros que permite hacer fácilmente compiladores de alto rendimiento y una significativa reducción de memoria en las instrucciones load/store en relación con otras arquitecturas RISC. Las ventajas se aprecian sobre todo en programas grandes.

 

Familia PowerPC:

 

Los procesadores de esta familia fueron producidos por IBM y Freescale Semiconductor (que era la división de semiconductores y microprocesadores de Motorola), siendo utilizados principalmente en ordenadores o computadores Macintosh de Apple Computer hasta el año 2006 y en varios modelos IBM

PowerPC (usualmente abreviada PPC) es el nombre original de la arquitectura de computadoras de tipo RISC, que fue desarrollada por IBM, Motorola, y Apple.
La filosofía RISC fue introducida por el científico informático John Cocke en la década de los años 70s. En 1980, IBM comienza el proyecto IBM 801 donde se derivaría el primer procesador RISC, el proyecto estuvo a cargo del mismo John Cocke. Este procesador RISC ofreció un rendimiento bastante malo, a veces se lo denominaba "chagar" debido al gran consumo de recursos de sus aplicaciones, lo cual obligó a IBM a emprender el Proyecto América, con el cual lograr crear el primer procesador de la arquitectura Power (bajo consumo de energía pero potente procesador).
En 1991, IBM se dio cuenta del potencial de su diseño Power y buscó una alianza con Apple y Motorola para impulsar su creación; entonces surgió la alianza AIM (Apple, IBM y Motorola, actualmente Freescale) cuyo objetivo fue desbancar el dominio Microsoft e Intel que ofrecía sistemas basados en 80386 y 80486.

 

 

Familia Alpha:

 

Microprocesador Compaq Alpha 21264C. La familia de procesadores de 64 bits Alpha fue introducida por DEC(Digital Equipment Corporation). La primera implementación de la arquitectura Alpha, el 21064, es un chip de 200 MHz con 1.7 millones de transistores que disipa 30 W. Puede emitirse hasta dos instrucciones por ciclo. Se utilizan 4 unidades de procesamiento independientes: unidad de enteros, coma flotante, de salto, y una de carga/almacenamiento.

Una nueva generación de procesadores Alpha anunció Compaq Computer Corporation. Esta familia es representada con el procesador Alpha EV6, el más rápido del mercado, con 102,000 transacciones por minuto bajo la prueba TPC-C. Este nuevo procesador cuenta con una arquitectura Risc avanzada que permite velocidades de 600MHz. Esta es la quinta generación del procesador que desde 1991 maneja 64 bits y sistemas operativos MS-NT, Unix y OpenVMS y más de 65.000 aplicaciones de negocios. Otros procesadores Risc comenzaron la migración a 64 bits en 1998. Intel planea la migración para el año 2000. La ventaja principal de las arquitecturas de 64 bits es su gran capacidad de direccionamiento de memoria. Hoy el procesador Alpha direcciona hasta 28Gb de memoria RAM, considerablemente más que otros procesadores.

 

 

1. ¿Significado de los microprocesadores RISC?

R: Arquitectura de computador de repertorio reducido de instrucciones (Reduced instruction set Computer, RISC). Es un tipo de CPU generalmente utilizado en microprocesadores o micro controladores.
2. ¿Funcionamiento de los microprocesadores RISC?

· I: captación de instrucción.
· E: ejecución. Realiza una operación de la ALU con registros como entrada y salida.
Las operaciones de carga y almacenamiento necesitan tres fases:
· I: captación de instrucción.
· E: ejecución. Calcula una dirección de memoria.
· D: memoria. Operación registro a memoria o memoria a registro.

3. ¿Aplicaciones en los microprocesadores RISC?
El objetivo de diseñar maquinas con esta arquitectura es posibilitar la segmentación y el paralelismo en la ejecución de instrucciones y reducir los accesos a memoria. Las maquinas RISC protagonizan la tendencia actual de construcción de microprocesadores. powerPc, DEC Alpha, MIPS, ARM, SPARC son ejemplos de algunos de ellos.

4. ¿Características en los microprocesadores RISC?
1. Un único tamaño de instrucción.
2. Ese tamaño es típicamente cuatro bytes.
3. Un pequeño número de modos de direccionamiento de datos, típicamente menor que cinco. Este parámetro es difícil de precisar. En la tabla, los modos registro y literal no se han contado y los distintos formatos con diferentes tamaños de desplazamiento se han contado por separado.
4. No se usa direccionamiento indirecto que requiera efectuar un acceso a memoria para conseguir la dirección de memoria de otro operando.
5. No hay operaciones que combinen carga/almacenamiento con cálculos aritméticos (por ejemplo, suma desde memoria, suma a memoria.
6. No se direcciona más de un operando de memoria por instrucción.
7. Las operaciones de carga/almacenamiento no admiten una alineación de datos arbitraria.
8. Un número máximo de usos de la unidad de gestión de memoria (Memory Management Unit, MMU) de un dirección de dato en cada instrucción.
9. El número de bits de un campo designador de registro entero es de cinco o más. Esto quiere decir que, en un momento dado, se pueden referenciar explícitamente por lo menos 32 registros enteros.
10. El número de bits de un campo designador de registro de coma flotante es de cuatro o más. Esto quiere decir que por lo menos 16 registros de coma flotante se pueden referenciar explícitamente en un momento dado.

5. ¿Influencia de la tecnología en los microprocesadores RISC?

Los inicios de la tecnología RISC también surgen en el ambiente académico, ya que en 1980, la
Universidad de Berkeley (California), el Dr. David A. Patterson inicio un proyecto de nominado RISC I, que obtuvo resultados en tan solo 19 meses seguido por RISC II, SOAR(Smalltalk on a RISC) y SPUR (Symbolic Processing on a RISC). El resultado directo, además de la educación en la ingeniería y los fundamentos del diseño de microprocesadores, fue la creación de una máquina que fuese capaz de mayores velocidades de ejecución a menores velocidades de reloj y que requiriese menores esfuerzos de diseño.

6. ¿Por quién fue uno de los primeros conjuntos de chips RISC disponibles comercialmente?
fue desarrollado por MIPS Technology Inc.

7. ¿El MIPS usa un tamaño de condición fijo de?
R: 32 bits.

8. ¿En cuántas secciones está dividido el chip del procesador R4000?
R: Está dividido en dos secciones, una contiene la CPU, y la otra con tiene un procesador de gestión de memoria.
 

9. ¿Cuántos registros contiene el procesador MIPS R4000?
R: Contiene 32 registros de 63 bits.

10. ¿Para cuantos Kbyte de cache de alta velocidad está provisto el procesador MIPS R4000?
R: 128 Kbyte de caché de alta velocidad, la mitad para instrucciones y la mitad para datos.

11. ¿para cuantas Kbyte relativamente grande está provisto el procesador IBM 3090?
R: Esta provisto de 128 a 256 Kbyte de cache.

12. ¿Qué es lo que permite el procesador IBM 3090?
R: Permite que el sistema mantenga grandes conjuntos de código de programa y datos locales al procesador, descargando el bus de memoria principal y evitando la necesidad de un banco de registros grande con la lógica de ventanas asociada.

13. ¿Cuáles el código que no utiliza el R4000?
R: No utiliza códigos de condición.
 

14. ¿Qué es lo que reproduce una estructura superescalar?
R: Reproduce exactamente cada etapa del cauce de manera que dos o más instrucciones en la misma etapa del cauce se puedan procesar simultáneamente.

15. ¿Qué es una arquitectura supersegmentada?
R: Es aquella que utiliza más etapas, y de grano más fino, en el cauce. Con más etapas puede haber más instrucciones en el cauce al mismo tiempo, aumentando el paralelismo.

16. ¿Cuántos cauces tiene el R4000 y que quiere decir?
R: tiene un cauce de 8 etapas, lo que quiere decir que puede haber hasta ocho instrucciones en el cauce al mismo tiempo.

17. ¿por cuantas etapas avanza el cauce por ciclo del reloj?
R: Avanza a un ritmo de dos etapas.

18. ¿Cuáles el nombre de las ocho etapas del cauce en el MIPS R4000?
· Primera mitad de la captación de instrucción.
· Segunda mitad de la captación de instrucción.
· Banco de registros.
· Ejecución de instrucción.
· Primera mitad del acceso a la caché de datos.
· Segunda mitad del acceso a la caché de datos.
· Comprobación de etiquetas.
· Escritura.

19. ¿Cuál es el significado del acrónimo SPARC?
R: Arquitectura de procesador escalable (Scalable Processor Architecture). Hace referencia a una arquitectura definida por Sun Microsystems.

20. ¿que utiliza SPARC?
R: Utiliza ventanas de Registros. Cada ventana consta de 24 registros, y el número total de ventanas depende de la implementación y varía de 2 a 32 ventanas.

21. ¿con la arquitectura de registros SPARC que no es necesario guardar?
R: Normalmente no es necesario guardar y restaurar ningún registro en una llamada a un procedimiento.

22. ¿Cómo se pueden expresar las instrucciones de la arquitectura SPARC de registro a registro que tienen tres operandos?
R: Rd                                       
RSIOP S2

23. ¿de dónde desciende la arquitectura del PowerPC ?
R: Desciende directamente del IBM 801, el RT PC, y el RS/6000, al que también se alude como una implementación de la arquitectura POWER.

24. ¿Qué instrucciones toma la unidad de envió?
R: Toma instrucciones de la caché y las carga en una cola de envió, que puede contener ocho instrucciones a la vez.

25. ¿de qué se en carga la unidad de enteros del POWER PC?
R: Se encarga de las instrucciones de enteros, las de carga/almacenamiento entre el banco de registros y la caché, y las instrucciones de comparación de enteros.

 

Arquitectura CISC


En la arquitectura computacional, CISC (complex instruction set computer) es un modelo de arquitectura de computadora.
Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operandos situados en la memoria o en los registros internos, en contraposición a la arquitectura RISC.

 

Este tipo de arquitectura dificulta el paralelismo entre instrucciones, por lo que, en la actualidad, la mayoría de los sistemas CISC de alto rendimiento implementan un sistema que convierte dichas instrucciones complejas en varias instrucciones simples del tipo RISC, llamadas generalmente microinstrucciones.

Los CISC pertenecen a la primera corriente de construcción de procesadores, antes del desarrollo de los RISC. Ejemplos de ellos son: Motorola 68000, Zilog Z80 y toda la familia Intel x86 usada en la mayoría de las computadoras personales actuales.


Para realizar una sola instrucción un chip CISC requiere de cuatro a diez ciclos de reloj.



Entre las ventajas de CISC destacan las siguientes:

  • Reduce la dificultad de crear compiladores.
  • Permite reducir el costo total del sistema.
  • Reduce los costos de creación de sftware.
  • Mejora la compactación de código.
  • Facilita la depuración de errores.


Ejemplo de microprocesadores basados en la tecnología CISC:

  • Intel 8086, 8088, 80286, 80386, 80486.
  • Motorola 68000, 68010, 68020, 68030, 6840.



Ejemplo de microprocesadores basados en la tecnología CISC:

  • MIPS, Millions Instruction Per Second.
  • PA-RISC, Hewlett Packard.
  • SPARC, Scalable Processor Architecture, Sun Microsystems.
  • POWER PC, Apple, Motorola e IBM.




Conclusión:

Hoy en día, los programas cada vez más grandes y complejos demandan mayor velocidad en el procesamiento de información, lo que implica la búsqueda de microprocesadores más rápidos y eficientes.

 

 

 

 

Cuestionario Del Tema 1.4.- Interrupciónes De Hardware

19.02.2013 22:47
1.- Que es Una interrupción en Informática?
Es el rompimiento en la secuencia de un programa para ejecutar un programa especial llamando una rutina de servicio cuya característica principal es que al finalizar regresa al punto donde se interrumpió el programa.

2.- Son Aquellas Que Son Provocadas Por Dispositivos Externos Al Procesador Su Característica Principal Es Que No Son Programadas, Esto Es, Pueden Ocurrir En Cualquier Momento En El Programa?

Interrupciones por hardware
 

3.- Son Aquellas En Las Que El Usuario Decide Si Quiere o No Ser Interrumpido?

Interrupciones por hardware enmascarables
 
4.-Cuales Son Las Interrupciones Por Hardware No Enmascarables?
Son Aquellas que siempre interrumpen al programa. 
 
5.- Escribe Al Menos 5 Fuentes Más Comunes, Por Las Que Interrupciones De Hardware Son Producidas?
Teclado, cada vez que se presiona una tecla y se suelta se genera una interrupción. Otras interrupciones son originadas por el reloj, la impresora, el puerto serie, el disco, etcétera. 
6.- Que Es Una  Interrupción De Tipo Hardware?
Es Una señal eléctrica producida por un dispositivo físico del ordenador.
 
7.- Da Un Ejemplo De Interrupción De Tipo Hardware?
Es Una señal que informa a la CPU que el dispositivo requiere su atención.  La  CPU  parará  el proceso  que  está  ejecutando  para  atender  la interrupción. Cuando la interrupción termina, la CPU reanuda la ejecución en donde fue interrumpida, pudiendo ejecutar el proceso parado originalmente o bien otro proceso.
 

 

8.- Que Es IRQ Y Su Funcion?
Interrupt Request (Pedido de Interrupción)Es una señal de un dispositivo de hardware indicando que el dispositivo necesita que la CPU haga algo. La señal del pedido de interrupción va a través de las líneas IRQ a un controlador que asigna prioridades a los pedidos IRQ y se los entrega a la CPU.

Interrupciones de Hardware.

19.02.2013 21:16

 

Interrupciones de Hardware.
 

 Definición:

Una interrupción es el rompimiento en la secuencia de un programa para ejecutar un programa especial llamando una rutina de servicio cuya característica principal es que al finalizar regresa al punto donde se interrumpió el programa.
 

Interrupciones por hardware:

Son aquellas que son provocadas por dispositivos externos al procesador su característica principal es que no son programadas, esto es, pueden ocurrir en cualquier momento en el programa. Existen dos clases de interrupciones de este tipo:
 
  1.  Interrupciones por hardware enmascarables: Aquellas en las que el usuario decide si quiere o no ser interrumpido.

  2.  Interrupciones por hardware no enmascarables:  Aquellas que siempre interrumpen al programa. 

 
 
 
Las interrupciones hardware son producidas por varias fuentes, por ejemplo del teclado, cada vez que se presiona una tecla y se suelta se genera una interrupción. Otras interrupciones son originadas por el reloj, la impresora, el puerto serie, el disco, etcétera. Una interrupción de tipo hardware es una señal eléctrica producida por un dispositivo físico del ordenador. Esta señal informa a la CPU que el dispositivo requiere su atención.  La  CPU  parará  el proceso  que  está  ejecutando  para  atender  la interrupción. Cuando la interrupción termina, la CPU reanuda la ejecución en donde fue interrumpida, pudiendo ejecutar el proceso parado originalmente o bien otro proceso.
Existe un hardware específico, para que los dispositivos puedan interrumpir lo que está  haciendo  la  CPU.  La  propia  CPU,  tiene  entradas  específicas  para  ser interrumpida INT, cuando se activa esta entrada INT, la CPU para lo que está haciendo y  activa la salida para reconocer la interrupción INTA, y comienza a ejecutar el código especial que maneja la interrupción. Algunas CPU´s disponen de un conjunto especial de registros, que solo son utilizados en el modo de ejecución de interrupciones, lo que facilita el trabajo de tratar las interrupciones.
La  placa  base  del  computador  utiliza  un  controlador  para  decodificar  las interrupciones  que  no  son  mas  que  señales  eléctricas  producidas  por  los dispositivos, coloca en el bus de datos información de que dispositivo interrumpió y activa la entrada INT de interrupción de la CPU.  Este chip controlador protege a la CPU  y  la  aísla  de  los  dispositivos  que  interrumpen,  además  de  proporcionar flexibilidad al diseño del sistema. El controlador de interrupciones tiene un registrode estado para permitir o inhibir las interrupciones en el sistema.

 

 

En la figura, se muestra dos controladores de 8 entradas, cada uno de ellos tiene una máscara y un registro de estatus de interrupción, un PIC1 y un PIC2. Los registros de máscara están en los direccionamientos 0x21 y 0xA1 y los registros del estatus están en 0x20 y 0xA0.
Al escribir en un bit determinado del registro de máscara permite una interrupción, escribiendo un cero se invalida esta interrupción. Así pues, escribir un uno en la entrada 3 permite la interrupción 3, escribiendo cero se invalida. Los registros de máscara de interrupción son solamente de escritura, por lo tanto Linux debe guardar una copia local de lo que se ha escrito en los registros de máscara. 

Cuando se produce una señal de interrupción, el código de manejo de la interrupción lee dos registros de estatus de interrupción (ISRs). Trata el ISR en 0x20 como los ocho bits inferiores, y el ISR en 0xA0 como los ocho bits superiores. Así pues, una interrupción en el dígito binario 1 del ISR en 0xA0 será tratada como la interrupción 9 del sistema. El segundo bit de PIC1 no es utilizado ya que sirve para encadenar las interrupciones  del  controlador  PIC2,  por  lo  tanto  cualquier  interrupción  del controlador PIC2 se pasa al bit 2 del controlador PIC1.
El controlador de interrupción programable 8259 (PIC en la placa base) maneja todas las interrupciones hardware. Estos controladores toman las señales de los dispositivos y los convierten a las interrupciones específicas en el procesador. 
Los IRQ o interrupt request (Pedido de Interrupción), son las notificaciones de las interrupciones enviadas desde los dispositivos hardware a la CPU, en respuesta a la IRQ, la CPU salta a una dirección – una  rutina de  servicio de  interrupción (ISR), comúnmente llamada Interrupt  handler (Manejador de interrupciones) -  Que se encuentra  como  una  función  dentro  del  software  manejador  de  ese  dispositivo formando parte del núcleo. Así, una función manejadora de interrupciones es una función del núcleo que ejecuta el servicio de esa interrupción.
Los  IRQ  se  encuentran  numerados,  y  cada  dispositivo  hardware  se  encuentra asociado a un número IRQ. En la arquitectura IBM PC y compatibles, por ejemplo, IRQ  0  se  encuentra  asociado  al  reloj  o  temporizador,  el  cual  genera  100 interrupciones por segundo, disquete el 6, los discos IDE la 14 y 15. Se puede compartir un IRQ entre varios dispositivos.

 

La  siguiente  figura,  muestra  las  interrupciones   hardware  y  su  correspondiente puerto  en  el  Controlador  Programable  de  Interrupciones  (PIC).  No  se  deben confundir  los  números  IRQ  entradas  al  controlador  con  los  números  de  la interrupción que son las entradas en la tabla de interrupciones. Los PIC se pueden programar para generar diversos números de interrupción para cada IRQ. Los Controladores también controlan la prioridad de las interrupciones. Por ejemplo, el  reloj  (en  IRQ  0)  tiene  una  prioridad  más  alta  que  el  teclado  (IRQ  1).  Si  el procesador  está  atendiendo  una  interrupción  del  reloj,  el  PIC  no  generará  una interrupción para el teclado hasta que ISR del reloj reajusta el PIC. Por otra parte, el reloj puede interrumpir ISR del teclado. El PICs se puede programar para utilizar una variedad de esquemas de la prioridad, pero no se suele hacer esto. Se debe de tener en cuenta que el IRQ 2 del primer PIC, valida o invalida las entradas del Segundo PIC (8 a 15). Algunas interrupciones son fijadas por convenio en la configuración del PC, así es que los manejadores de los dispositivos solicitan simplemente la interrupción cuando se inicializan. Por ejemplo esto es lo que lo hace el manejador de disquete, solicita siempre la IRQ 6.
Interrupción IRQ Descripción

00H  -  división por cero o desbordamiento 

02H  -  NMI (interrupción no-enmascarable)

04H  -  desbordamiento (EN) 

08H  0  Temporizador del sistema

09H  1  Teclado 

0AH  2  Interrupción del segundo PIC 

0BH  3  COM2 

0CH  4  COM1 

0DH  5  LPT2 

0EH 6 disquete 

0FH  7  LPT1 

70H 8  Reloj 

71H  9  I/o general 

72H  10  I/o general 

73H  11  I/o general 

74H  12  I/o general 
75H  13  Coprocesador 
76H  14  Disco duro 
77H  15  I/o general 
 
 
 
 
 
 
 

Definiciones De Arquitectura de Computadoras

13.02.2013 13:36

 

Definicion Propia.-

En propias palabras  como lo dice el nombre, es la arquitectura de la computadora, que son conformadas de elementos conocidos como hardware al igual que el  mismo Software, que su objetivo es llevar instrucciones mandadas desde el software al hardware, pasando por un proceso binario hasta la forma visual de las instrucciones  que conocemos comunmente, y estas estan constituidas por el Mouse, teclado, discos duros, etc y unos de los mas principales conocido como procesador. Que en terminos reducidos cada hardware  tanto puede ser dispositivos de entradas como dispositivos de salida..

 

 

 

1ra. Definicion .- 

El concepto de arquitectura en el entorno informático proporciona una descripción de la construcción y distribución física de los componentes de la computadora.

 La arquitectura de una computadora explica la situación de sus componentes y permite determinar las posibilidades de que un sistema informático, con una determinada configuración, pueda realizar las operaciones para las que se va a utilizar.

 

 

2da Definicion.-

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).

 

3ra. Definicion.-

Se puede definir la arquitectura de computadores como el estudio de la estructura, funcionamiento y diseño de computadores. Esto incluye, sobre todo a aspectos de hardware, pero también afecta a cuestiones de software de bajo nivel.

Computador, dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de información.

La palabra arquitectura es utilizada en muchos otros campos de estudio y generalmente se define como la forma o la estructura de algo, desde los años sesenta se comenzó a usar este término en la informática y la definían como el arte de determinar las necesidades del usuario de una estructura y de diseñar para satisfacerlas lo mas eficazmente posible, dentro de las restricciones económicas y tecnológicas.   Tiempo después se le considero como la ciencia moderna que integra el estudio del hardware de los equipos que componen un sistema informático, conjuntamente con el software respectivo y los algoritmos de computación que van a ser implantados en los equipos mediante lenguajes de alto nivel orientados a facilitar el trabajo del usurario.

Hoy en día los diseños de arquitecturas evolucionan rápidamente y frecuentemente se desarrollan nuevas aplicaciones para computadoras por lo cual se le dio una nueva definición que complementa   las anteriores:   “La arquitectura de computadoras contempla las técnicas de interconectabilidad y compatibilidad de equipos, así como portabilidad de software y estudia el diseño modular en previsión de ampliación de un sistema informático, así como su rentabilidad y costes de explotación”

 

 

 

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