Informe Laboratorio 3

Arquitectura de computadores

UNADORLANDO CHAPARRO CHAPARRO

CODIGO 79298215setamar@hotmail.com

Presentado a Wilson Hernán Perez Correa

AbstractBased on the hours set for this lab, he learned to see engineering systems from other points of view, focusing on technological changes, technological projection of architecture, which are making great strides, issues such as nanotechnology , search engines and expectation have to change the chip, which is more focused towards the processes of thinking.

ResumenCon base en las horas establecidas para este laboratorio, se aprendió a ver la ingeniería de sistemas desde otros puntos de vista, enfocado a los cambios tecnológicos, la proyección tecnológica de la arquitectura, las cuales están avanzando a pasos agigantados, temas como la nanotecnología, los buscadores y la expectativa han hecho que cambiemos el chip, el cual está más enfocado hacía los procesos de pensar y hacer

1. IntroducciónMediante el proceso de estudiar, entender y comprender el sentido de la arquitectura de computadores, nos permite como ingenieros, hacer cosas importantes con la tecnología, construir dispositivos propios, mejorar el rendimiento y aplicabilidad aportar al mejoramiento continuo de la tecnología y cada día, mejorar el estilo de vida, de nosotros como seres humanos y en todos los aspectos, cosas tan pequeñas como la televisión HD, los codificadores para grabación de programas, controlar la seguridad del hogar, con tecnologías implementadas en la domótica, el hecho de que ya no tengamos que construir grandes servidores, los cuales son ya reemplazados por operaciones en la nube que nos garantizan mayor capacidad, control y medidas de seguridad ante ataques o perdida de los equipos, el descubrimiento y aplicación de la energía renovable y amigable con el planeta como la solar y eólica, además de muchos otros factores.

Pensar como IngenierosSon tantos y tan rápidos los cambios tecnológicos que se están dando en la actualidad en la arquitectura, que si nos ponemos a ver, lo que ayer fue un motivo de

descubrimiento, ya hoy es historia, a partir de la revolución industrial, todo cambio, se remplazaron los seres humanos por las maquinas, la actividad que realizaban 10 obreros, en ese momento la efectúa una máquina.Hay muchos conceptos nuevos que aparecen y que actualmente tenemos como son: la computación cuántica, llevada a cabo por la IBMotro tema relevante son los Tesla blog, los cuales toman como punto de partida los cristales, (Tesla fue uno de los primeros en experimentar con la radiación X, incluso antes que Röntgen).Los teléfonos inteligentes, la realidad virtual, evolución de la medicina con la tecnología, impresión 3D y 4D entre muchas otras cosas que obliga a ingeniero a avanzar de la mano con ella, a no quedarse atrás, a cada día tratar de innovar, redescubrir, rediseñar y estar abierto ante los nuevos conocimientos que surja, un ingeniero en tecnología debe estar abierto a ser funcional, a ser inventor, analista, emprendedor y sobre todo a ser un elemento fundamental en la sociedad como aportante de nuevas ideas y retos a desarrollar

Avances en la arquitectura:

LA COMPUTACIÓN CUÁNTICAProporciona la experiencia de IBM Quantum para algoritmos cuánticos de programación y para la prueba y evaluación de Quantum de IBM PC. Esto es sólo para fines de investigación y los resultados no están garantizados. La experiencia de IBM Quantum consiste en un procesador real Quantum, Quantum Compositor, Quantum simulador, calificaciones, los resultados y el sitio web de Quantum)

LA SOCIEDAD DEL CONOCIMIENTOEs conceptualizada como una innovación de las tecnologías de la información y las comunicaciones, donde el incremento en las transferencias de la información modificó en muchos sentidos la forma en que desarrollan muchas actividades en la sociedad moderna. Fue utilizada por primera vez por el filósofo de la gestión empresarial Peter

Drucker, sus ideas fueron decisivas en la creación de la Corporación moderna, quien previamente había acuñado el término "trabajador del conocimiento" y hoy es considerado el padre del management como disciplina. En el decenio 1990-2000 fue profundizado en una serie de estudios detallados por autores tales como Robin Mansel o Nico Stehr

GOBERNABILIDAD Y RIESGO DE LAS TILas organizaciones han comenzado a tomar medidas urgentes para adoptar mejores prácticas que permitan implementar políticas de Gobierno de TI. Según el OECD (Organization for Economic Co-operation and Development) se define el Gobierno Corporativo como “El sistema con el cual las corporaciones y sus negocios, son dirigidos y controlados”, lo que quiere decir, que cada organización también debería determinar de qué manera asegura el Gobierno de la Información y sus tecnologías, en las cuales se da la alineación de las estrategias del Negocio y el modelo del negocio. Riesgos Crecientes en las empresas. Periódicos y fuentes reconocidas en distintos medios de información, reportan situaciones que indican los crecientes riesgos encontrados en diferentes organizaciones

Fig. 1. La mejor oportunidadPARALELISMOEl paralelismo se basa en la informática, es una función que realiza el procesador para ejecutar varias tareas al mismo tiempo. Es decir, puede realizar varios cálculos simultáneamente, basado en el principio de dividir los problemas grandes para obtener varios problemas pequeños, que son posteriormente solucionados en el paralelo.

AplicacionesEl empleo de la computación paralela se convierte cada día en más grandes y rápida, muchos problemas considerados anteriormente muy largos y costosos se han podido solucionar. El paralelismo se ha utilizado para muchas temáticas diferentes, desde bioinformática para hacer plegamientos de proteínas, hasta economía para hacer simulaciones en matemáticas financieras.

Tipos de paralelismo Informática

1.       Nivel bit

Se basa en el tamaño de la palabra que es capaz de manejar

el procesador:8 bits16 bits32 bits64 bits .....Mientras más grande el tamaño de la palabra menos instrucciones ejecuta el procesador para realizar una operación determinada.

2. Nivel instrucciónMecanismos de la arquitectura son utilizados entonces para ejecutar este tipo de paralelismo:

 Pipelining  Superscalar  Ejecución desordenada  Ejecución especulativa  Renombramiento de registros  Predicción de precedencia de memoria  Predicción de ramificaciones del flujo

3. Nivel de Datos

Este tipo de paralelismo se enfoca en la distribución de los datos entre varios procesadores.Se conoce también como paralelismo a nivel de lazos (loop-level paralelism).

4. Nivel tarea

 En este caso un programa paralelo que ejecuta cálculos distintos sobre el mismo conjunto de datos o sobre datos diferentes.

El paralelismo funcional generalmente no escala con el tamaño del problema.

El paralelismo o procesamiento paralelo ha sido empleado durante muchos años, sobre todo para la computación de alto rendimiento. Teniendo en cuenta las generaciones de procesadores y sus características.

Máquina Virtual Paralela

La Máquina Virtual Paralela (conocida como PVM por sus siglas en inglés deParallel Virtual Machine) es una biblioteca para el cómputo paralelo en un sistema distribuido de computadoras. Está diseñado para permitir que una red de computadoras heterogénea comparta sus recursos de cómputo (como el procesador y la memoria RAM) con el fin de aprovechar esto para disminuir el tiempo de ejecución de un programa al distribuir la carga de trabajo en varias computadoras.

Consiste en un software y un conjunto de librerías, que permiten establecer una colección de uno o más sistemas de computación, con el fin de poder integrar dichos sistemas en un esquema de una sola máquina virtual.Opera sobre diferentes plataformas de UNIX y Windows, sobretodo en el ambiente de Internet.

Procesamiento paralelo: es una forma eficaz de explotar los sucesos concurrentes en el proceso de computación.Sucesos paralelos: pueden darse en diferentes recursos durante el mismo intervalo de tiempo.Sucesos simultáneos: aquellos que se producen en el mismo instante de tiempo.Sucesos solapados: los que se producen en intervalos de tiempo superpuestosGranularidad: tamaño de tarea computablePlanificación: asignación de recursos a las tareasComunicación: sincronización de tareas dependientes.

SISTEMAS MULTIPROCESADORES.Contiene dos o más unidades de procesamiento que comparten acceso a módulos comunes de memoria de E/S y otros dispositivos periféricos.-Estrechamente acoplados. Los procesadores se comunican entre sí a través de una MP compartida.-Ligeramente acoplados. Cada procesador posee un conjunto de sistemas de E/S y una gran memoria local propia. Los procesadores se comunican por medio de del paso de mensajes.-Maestro esclavo

SISTEMAS MULTICOMPUTADOR. Conjunto de computadores independientes (Con sus propios recursos que se comunican entre sí a través del paso del mensajes a través de la red de interconexión.

PAGINACIONEs una técnica de manejo de memoria, en la cual el espacio de memoria se divide en secciones físicas de igual tamaño, denominadas marcos de página. Los programas se dividen en unidades lógicas, denominadas páginas, que tienen el mismo tamaño que los marcos de páginas. De esta forma, se puede cargar una página de información en cualquier marco de página.Las páginas sirven como unidad de almacenamiento de información y de transferencia entre memoria principal y memoria auxiliar o secundaria. Cada marco se identifica por la dirección de marco, que está en la posición física de la primera palabra en el marco de página.Las páginas de un programa necesitan estar contiguamente en memoria, aunque el programador lo observe de esta forma. Los mecanismos de paginación permiten la correspondencia correcta entre las direcciones virtuales

(dadas por los programas) y las direcciones reales de la memoria que se reverencien

Para tener el control de las páginas, debe mantenerse una tabla en memoria que se denomina tabla de mapas de Pagina (PMT) para cada uno de los procesos.Hasta ahora, los métodos que hemos visto de la administración de la memoria principal, nos han dejado con un problema: fragmentación, (huecos en la memoria que no pueden usarse debido a lo pequeño de su espacio) lo que nos provoca un desperdicio de memoria principal.Una posible solución para la fragmentación externa es permitir que espacio de direcciones lógicas lleve a cabo un proceso en direcciones no contiguas, así permitiendo al proceso ubicarse en cualquier espacio de memoria física que esté disponible, aunque esté dividida. Una forma de implementar esta solución es a través del uso de un esquema de paginación. La paginación evita el considerable problema de ajustar los pedazos de memoria de tamaños variables que han sufrido los esquemas de manejo de memoria anteriores. Dado a sus ventajas sobre los métodos previos, la paginación, en sus diversas formas, es usada en muchos sistemas operativos.Al utilizar la memoria virtual, las direcciones no pasan en forma directa al bus de memoria, sino que van a una unidad administradora de la memoria (MMU –Memory Management Unit). Estas direcciones generadas por los programas se llaman direcciones virtuales y conforman el hueco de direcciones virtuales. Este hueco se divide en unidades llamadas páginas. Las unidades correspondientes en la memoria física se llaman marcos para página o frames. Las páginas y los frames tienen siempre el mismo tamaño.

Tabla 1. Ilustración de la edición de una tabla

7. ConclusionesEstos laboratorios permitieron que como profesional en ingeniería de sistemas, debo estar a la vanguardia de la tecnología, estar siempre abierto a nuevos conocimientos,

Darme cuenta que día a día los avances tecnológicos son más potentes y rápidos, que no debo quedarme solamente en lo que estudio y aplicar únicamente estos conocimientos, ferrado solo a lo que estudie y aplicar solo eso, darme cuenta que

Saber que como futuro Ingeniero tengo la facultad y la responsabilidad de ser innovador, aplicado, recursivo, estratégico y estar siempre evolucionando a la par con la tecnología para ampliar mis conocimientos y a través de estos mejorar en todos mis aspectos mi calidad de vida

Con el desarrollo del primer laboratorio me genero un despertar y un querer ver no solamente lo que tengo al frente si no a tratar de ver, todos los avances tecnológicos con otra óptica y saber que tenemos que hacer parte de este nuevo proceso, teniendo en cuenta que nos brinda todas las herramientas y recursos que debemos saber interpretar y manejar para nuestro futuro

Referenciashttps://sites.google.com/a/misena.edu.co/

arquitecturadecomputadores/material-de-apoyohttps://www.xuletas.es/ficha/arquitectura-de-computadores-

paralelismo/