Hardware: componentes físicos (UCP, discos, impresora, circuitos de E/S,...) Software: componentes lógicos (lo que no es hardware)


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1 1. Niveles de organización de computadoras Hardware y software Enfoque de máquina multinivel Clasificación de computadoras Hardware y Software Hardware: componentes físicos (UCP, discos, impresora, circuitos de E/S,...) Software: componentes lógicos (lo que no es hardware) Firmware: componentes lógicos que vienen incorporados al hardware. (ROM, controladores incorporados a los dispositivos,...) 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello,

2 Hardware y software Equivalencia Hardware y software son equivalentes en cierta medida: Siempre se precisa de hardware para conseguir una máquina, pero... El software implementa aquello que no se implementa en el hardware....salvo cuestiones de eficiencia y rendimiento Casos curiosos: Máquinas Lisp, máquinas Prolog, emuladores hardware. 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello, Hardware y software Equivalencia Descabezamiento de la UCP Épocas de juegos de instrucciones de UCP 1. CISC (Complex Instruction Set Code) Muchas instrucciones, complejas. 2. RISC (Reduced Instruction Set Code) Pocas instrucciones, simples el resto se implementa por soft Los compiladores se llevan parte del trabajo. 3. VLIM (Very Large Instruction Model) Las instrucciones las crea (en cierta medida) el compilador 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello,

3 Enfoque de máquina multinivel El estudio de los sistemas computacionales es muy complejo Los sistemas se estudian en términos de niveles (arquitectónicos o conceptuales) La idea subyacente es el concepto de máquina virtual Una máquina de un nivel superior se construye sobre otra de nivel inferior más próximo al hardware 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello, Enfoque de máquina multinivel (ii) La nueva máquina a) Reimplementa (ocultando), o b) Añade funciones (sin ocultar el nivel inferior) Nivel superior Nivel inferior Nivel superior (extiende... Nivel inferior a) b) 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello,

4 Enfoque de m... Emulación En cierto nivel se implementa un nivel (usualmente inferior) de otra máquina. Suele hacerse para emular el nivel convencional de máquina Emula a... Máquina 1 Máquina 2 Máquina 1 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello, Enfoque de m... Emulación Caso curioso: Windows sobre Linux Cómo se hace? Emulación de un PC virtual sobre Linux Como en VMWare. Luego hay que instalar Windows sobre el PC virtual. Emulación de un API Windows Como en Wine 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello,

5 Enfoque de m Lenguaje orientado a problemas 4. Lenguaje ensamblador 3. Sistema operativo 2. Nivel convencional de máquina 1. Microprogramación Esquema Programador de aplicaciones Programador de sistemas Arquitectura Lógica digital Cada nivel confiere una notación, reglas y forma de trabajo diferente. 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello, Enfoque de m... Esquema de niveles Lógica digital: (electrónica) Construcción de sumadores, registros, secuenciadores, buses (a nivel electrónico), Microprogramación: Juegos de instrucciones de UCP, configuración de las unidades funcionales, buses, memoria,... 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello,

6 Enfoque de m... Esquema de niveles 2. Nivel convencional de máquina: (Nivel de procesador) El programador utiliza directamente las instrucciones de la UCP, registros y dispositivos,... (código de máquina) Los programas se interpretan. 3. Nivel de sistema operativo: Dispone de un conjunto de programas y rutinas que extienden la funcionalidad del hardware. Los programas también se interpretan 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello, Enfoque de m... Esquema de niveles 4. Nivel de lenguaje ensamblador: Se substituyen las instrucciones de la UCP por instrucciones simbólicas. Puede intercambiarse con el de Sistema operativo. El programador utiliza instrucciones de la UCP, y subprogramas del S.O. Los programas se compilan. 5. Nivel de lenguaje de programación de aplicaciones: Se usa un lenguaje orientado a la resolución de problemas Los programas se interpretan o compilan 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello,

7 Enfoque de m... Esquema de niveles Ejecución: posibilidades Compilación: Traducción de una vez de todo el programa, + ejecución en el nivel resultante Interpretación: ejecución de cada instrucción en el nivel resultante, una a una. Comp.... Comp. Interpr. 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello, Enfoque de m... Un ejemplo Java Código fuente compilador... Clase.java javac bytecode Clase2.class Clase.class Biblioteca.jar Clase-i.class... java Intérprete Máquina virtual Java Carga + programa en proceso 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello,

8 Clasificación de computadoras Criterios: Ámbito de aplicación: propósito general o específico Restricciones temporales: de tiempo real, fuera de línea o interactivo. Capacidad de procesamiento: Longitud de palabra de procesamiento Velocidad de procesamiento Memoria Número de usuarios 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello, Clasificación de computadoras Ejemplos Nombre Long. de palabra (bits) Velocidad (MIPS) Memoria N. usuarios Ej. Supercomputador X000 X0 GB - CRAY Mainframe <100 X00 MB X00 IBM/3090 Mini X0 <256 MB <200 VAX/8350 Workstation X0 <256 MB 1 Sun PC X X0 MB 1 Compaq Home computer 16-64! 0.1-x X0 Mbits 1 Gamecube 18/02/2003 Fundamentos de Informática II (ITI Sistemas) (C) César Llamas Bello,

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