Arquitectura de ComputadoresClase 1Introduccin

IIC 2342Semestre 2008-2

Rubn MitnikPontificia Universidad Catlica de ChileEscuela de IngenieraDepartamento de Ciencia de la Computacin

R.Mitnik

Arquitectura de Computadores*ObjetivosCaptulo 1 : Introduccin

Qu es un computador? Evolucin histrica de los computadoresObjetivos

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Arquitectura de Computadores*ndiceCaptulo 1 : Introduccin1.Introduccin1.1 Qu es un computador?1.2 Evolucin histrica de los computadores

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Arquitectura de Computadores*ndiceCaptulo 1 : Introduccin

1.1 Qu es un computador?1.2 Evolucin histrica de los computadores

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Arquitectura de Computadores*Qu es un computador?Captulo 1 : IntroduccinDefinicin RAE.

computador, ra. ~ electrnica.

1. f. Mquina electrnica, analgica o digital, dotada de una memoria de gran capacidad y de mtodos de tratamiento de la informacin, capaz de resolver problemas matemticos y lgicos mediante la utilizacin automtica de programas informticos.

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Arquitectura de Computadores*Qu es un computador?Captulo 1 : IntroduccinDefinicin Wikipedia.

Una computadora (del latn computare-calcular-), tambin denominada como ordenador o computador, es una mquina electrnica que recibe y procesa datos para convertirlos en informacin til.

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Arquitectura de Computadores*Qu es un computador?Captulo 1 : IntroduccinDefinicin Stallings.

Mquina digital electrnica programable para el tratamiento automtico de la informacin, capaz de recibirla, operar sobre ella mediante procesos determinados y suministrar los resultados de tales operaciones.

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Arquitectura de Computadores*Qu es un computador?Captulo 1 : IntroduccinFunciones del computador

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Arquitectura de Computadores*Qu es un computador?Captulo 1 : IntroduccinFunciones del computadorAlmacenar Datos (leer - escribir).Almacenar Programas.Ejecutar Operaciones sobre datos.Ejecutar Algoritmos.Recibir nuevos datos.Entregar resultados.

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Arquitectura de Computadores*ndiceCaptulo 1 : Introduccin

1.1 Qu es un computador?1.2 Evolucin histrica de los computadores

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Arquitectura de Computadores*Evolucin histrica Captulo 1 : Introduccin

GeneracinAosCaractersticas0hasta 1945Sistemas mecnicos y electro-mecnicos11945 1955Tubos al vaco, tableros21955 1965Transistores y sistemas por lotes31965 1980Circuitos integrados y multiprogramacin4desde 1980Computadores personales

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Arquitectura de Computadores*Generacin 0 Captulo 1 : IntroduccinHasta 1945 bacos Calculadoras mecnicas. Sistemas basados en rels.

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Arquitectura de Computadores*Generacin 0 Captulo 1 : IntroduccinEl baco (Babilonia 3500AC, China 1300AC)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 0 Captulo 1 : IntroduccinEl quipu (Per, 1400 DC )

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Arquitectura de Computadores*Generacin 0 Captulo 1 : IntroduccinCurta (1948): Calculadora mecnica

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Arquitectura de Computadores*Generacin 0 Captulo 1 : IntroduccinDifference Engine (1822)Primera Computadora Digital (mecnica)

Usada para calcular tablas numricas, calculaba cualquier funcinalgebraica y almacenaba nmeros. Se programaba con tarjetas.

Charles Babbage y Ada Lovelace.

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Arquitectura de Computadores*Generacin 0 Captulo 1 : IntroduccinMquinas de escribir (1890)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 0 Captulo 1 : IntroduccinHarvard Mark I (1944)Usada para computar tablas matemticas y de navegacin.

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Arquitectura de Computadores*Generacin 0 Captulo 1 : IntroduccinHarvard Mark I (1944)Usada para computar tablas matemticas y de navegacin. Almacenamiento:72 nmeros de 23 dgitos decimales

Velocidad:Suma/Resta 0.3 seg.Multiplicacin 6 seg.Divisin 15 seg.Log o Trig 60+ seg.

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Arquitectura de Computadores*Generacin 1Captulo 1 : Introduccintubos al vacoenormes (20.000 tubos) lentas (un ciclo 1 seg.)

Un solo grupodiseaba, construa, programaba, operaba y mantena.

Programacin en lenguaje mquina Ej. alambrando tableros.

No existan sistemas operativos.

Tarjetas perforadas.Ao 1950.

1940-1955

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Arquitectura de Computadores*Generacin 1 Captulo 1 : IntroduccinTubo al vaco

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Arquitectura de Computadores*Generacin 1 Captulo 1 : IntroduccinColossus (1945)Usada en la Segunda Guerra Mundial para decifrar los mensajes de los alemanes.

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Arquitectura de Computadores*Generacin 1 Captulo 1 : IntroduccinENIAC (1946)Datos en base 10

Velocidad 1000 veces mayor que sus contemporneos

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Arquitectura de Computadores*Generacin 1 Captulo 1 : IntroduccinManchester Mark I (1949)Primer computador que funcion con un programa almacenado.

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Arquitectura de Computadores*Generacin 1 Captulo 1 : IntroduccinIAS (1952) 2300 tubos US$ 500.000 Primer problema: Tiempo =60 das!!Johnvon Neumann(Princeton)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2Captulo 1 : IntroduccinTransistores. Distincin de actividades.diseadores, constructores, programadores, operadores y personal de mantenimiento. Mainframes en salas acondicionadas.1955-1965

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2Captulo 1 : IntroduccinLos programas.Primero en papel.Se pasan a tarjetas perforadascuarto de entradaesperar la salida.Los operadores. toman las tarjetas del programa colocan las del compilador.Proceso por lotes.agrupa trabajos.

1955-1965

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinTransistor (1947)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinJOHNNIAC (1954)Uso de tarjetas perforadas

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinTarjeta perforada

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinIBM 704 (1955)Primera mquina comercial con hardware de punto flotante (5kFLOPS).

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinFORTRAN (1957)

Primer compilador FORTRAN para IBM 704(Formula Translator)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinIBM 1401(1959)4KB de memoria expandible a 16KB.

Buena para leer tarjetas, copiar cintas e imprimir resultados

Mala para cclulos numricos.

Se utilizaba con fines comerciales (bancos, etc.)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinIBM 7094Bueno para hacer cmputos, se utilizaba con fines cientficos.

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinIBM 1401 IBM 7094:

los programadores llevan tarjetasLa 1401 lee un lote de tarjetas y los graba en la cintaUn operador lleva la cinta a la 7094La 7094 realiza los cmputosUn operador lleva la cinta a una 1401La 1401 imprime las salidas

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinProgramaMemoria magntica64k palabras (1954)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinERMA, General Electric (1959)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinIBM 1620 (1959)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinPrimer video-juego.Estudiantes de MIT (1962)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 2 Captulo 1 : IntroduccinInvencin del mouse (1964).

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : Introduccincircuitos integradosventaja en el precio y desempeo Se introduce el sistema IBM 360 altamente compatible.multiprogramacin Discos duros.Tiempo compartido entre usuarios.1965-1980

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinCircuitos integrados

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinCircuitos integrados

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinIBM 360 (1964)Software compatible con IBM 7094, 1401 entre otros.

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinIBM 360

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinGE 625 (1965)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinDEC PDP-1 (1961)4K de palabras de 18 bits.

US$ 120.000 < 5% del precio de la IBM 7094

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinFundacin de Intel (1968)(diciembre 2005)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinLaboratorio Bell desarrolla el lenguaje C (1972)#include main(){ for(;;) printf("Hello world... \n");

}

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinMULTICS (1976)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinPDP-11/70 (1974)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinDe MULTICS nace UNICS (UNiplexed Information and Computing Service) luego se cambi a UNIX.

Era un sistema abierto lo que gener un caos.

IEEE gener un estndar llamado POSIX.

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinPrimer microprocesador en un chip Intel 4004 (1971)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinIntel 4004 (1971)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinIMSAI 8080 (1975)

4K RAM I/O botones y leds diskettes 8

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinApple I (1976)Steve Jobs & Steve Wozniak

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinALTAIR 8800 (1975)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinALTAIR 8800 (1975)

2MHz 8088 256 bytes RAM I/O botones y leds diskettes 8

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinMark 8 (1974)Mark 8 Intel 8088 256 bytes RAM sin ROM Se vendieron 1500 US$ 12.000

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinApple II (1978) US$ 1930

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinApple II (1978) US$ 1930

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Arquitectura de Computadores*Generacin 3Captulo 1 : IntroduccinMicrosoft (1978)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : Introduccindesde 1980 Usan LSI (large scale integration). Intel 8080 (8 bits) -> IBM PC (1980) con DOS. Intel 80286 (1983), 80386 (1985) y 80486 (1989). GUI (graphical User Interface) -> Macintosh Microsoft adopta GUI y desarrolla Windows (sobre DOS) Microsoft saca Windows 95 como sistema operativo, luego Windows 98 (basado en 16 bits), Windows NT (32 bits) con ideas de VAX VMS. Windows NT 5.0 se transform en Windows 2000 Windows 98 se transform en Windows Me. Windows XP Windows Vista

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : Introduccindesde 1980 UNIX se mantiene ms fuerte en computadores potentes Se basa en chips RISC de alto desempeo. Linux es una alternativa a Windows Unix saca X Windows basado en GUI Se introducen sistemas operativos en red (varios computadores conectados) y sistemas operativos distribuidos (mltiples procesadores). continuar

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinIBM PC (1981)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinOsborne 1 portable (1981)

10.6 kg CPU Z80 Monitor 5 diskette 5.25 91K 64K RAM

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinGavilan Laptop (1983) 64K RAM expandible a 128K DOS CPU 8088 4kg 6.3 kg con printer touchpad mouse

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinDisco Duro Seagate 40 MB (1978)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinAT&T y Laboratorio Bell desarrollan C++ (1983)#include main(){ char *s1, *s2; s1 = "Hello"; s2 = "world\n"; cout

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinIBM PC/AT (1983)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinSony introduce el CD (1984)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinMacintosh (1984)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinX Windows para UNIX (1984)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinNace LinuxEstoy construyendo un sistema operativo gratuito (no es ms que un hobby, no ser una cosa grande y profesional como GNU) para clones AT (con un 386 o 486).

Linus Torvalds, Helsinki, Oct. 91

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinIntel Pentium (1993)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinWindows 95 (1995)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinPower Macintosh (1994)

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : Introduccin

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Arquitectura de Computadores*Generacin 4Captulo 1 : IntroduccinContinuar

Primer computador completamente automticoDe aqu viene la arquitectura Harvard memoria de datos separada de memoria de instrucciones*No conditional branchingLoops pegando la cinta con el cdigoMark II bugsBugs Thomas Edison 1878*General purposeDesarrollado para calcular tablas de balstica167 m3150 kW de consumo5000 sumas por segundoMultiplicacin de dos nmeros de 10 dgitos 2.8 mseg. (357 por segundo)Raiz cuadrada: 28.6 ms (35 por segundo)*Primera mquina con programa almacenado fue: Manchester Small-Scale Experimental Machine (tubos de rayos catdicos)*40 bit words 2 x 20 bits instructionsMemoria: 1024 words

Arquitectura de Von Neumann, instrucciones y datos en la misma memoria

*El que tenemos en el DCC*Qu era la multiprogramacin??? Threads???*DOSX86GUIWindows*