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Corporación Unificada Nacional de Educación Superior – CUN. Angelica Nataly Romero Ibañez. Informe No. 3 – Arquitectura de Procesadores. Informe No. 3 – Arquitectura de Procesadores 1 Abstract—The architecture of the processors introduces the architecture of cisc and risc with all its aspects advantages and disadvantages to make the best choice between these two architectures. The user chooses the architecture that best suits his use and benefit depends a lot on his needs to obtain the best technology. Index Term—Arquitectura, Ciclo, Ejecución, Frecuencia, Instrucciones, Memoria, Microprocesadores, Procesador, Reloj, software. I. INTRODUCCIÓN El Significado de las siglas: CISC: Complex Instruction Set Computer o Computadoras con un conjunto de instrucciones complejas. RISC: Reduced instruction Set Computer o Computadoras con un conjunto de instrucciones reducidas. Este trabajo esta enfocado en describir los conceptos y diferencias que conforma las arquitecturas de los procesadores en los modelos CISC y RISC. Las arquitecturas RISC y CISC son ejemplos de CPU con un conjunto de instrucciones para arquitecturas basadas en registros. Es difícil definir a estos dos procesadores en una sola palabra ya que cuentan con muchas características esenciales. También es importante considerar la complejidad del hardware del procesador. II. DESARROLLO El desarrollo del informe se divide en tres subsecciones. La primera presenta la arquitectura de los procesadores, en la segunda la arquitectura CISC, ventajas y desventajas, y en la tercera la arquitectura RISC, ventajas y desventajas. A continuación, se describe el contenido que debe presentarse en cada una de ellas. A. ¿Qué es la Arquitectura de los procesadores? El procesador es el coordinador de todas las tareas que realiza un PC. Esto significa que su diseño interno es muy importante en su interior, no es más que un conjunto de bloques interconectados entre sí, en el cual cada uno de ellos realiza una función. El diseño de esos elementos. Y cómo se interconectan es lo que se llama arquitectura del procesador. Para funcionar una computadora, la instrucciones y datos, la velocidad a la que lee datos y realiza cálculos viene determinada por la frecuencia de funcionamiento que se ve en el folleto de un micro y que se mide en gigahertz. Ese reloj sirve para coordinar a todo el sistema. Así que, en principio, un procesador a dos GHz el doble de trabajo en el mismo tiempo que 1 de 1 GHz, aunque esto no es tan sencillo gracias a los avances producidos en el diseño de la arquitectura, las prestaciones cada vez dependen menos de esa frecuencia de funcionamiento. Que puede ocurrir, por tanto, que un micrófono en una menor velocidad sea capaz de realizar más tareas. Figura l Arquitectura [4] Angelica Nataly Romero Ibañez Angelica.romeroi@cun.edu.co Corporación Unificada Nacional de Educación Superior – CUN Informe No. 3 – Arquitectura de Procesadores Corporación Unificada Nacional de Educación Superior – CUN. Angelica Nataly Romero Ibañez. Informe No. 3 – Arquitectura de Procesadores. Informe No. 3 – Arquitectura de Procesadores 2 B. ¿Qué es la Arquitectura CISC? La tecnología CISC nació de la mano de Intel, creado en 1971, permitiría el nacimiento de la informática personal. Más concretamente, sería en 1972 cuando aparecería el “8080” (primer chip capaz de procesar 8 bits, suficiente para representar números y letras). CISC es un tipo de arquitectura de computadoras que promueve el uso de gran número de instrucciones, permitiendo operaciones complejas entre operandos situados en memoria o en registros internos. Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operando situados en la memoria o en los registros internos. Esta arquitectura se basa en que cada instrucción puede corresponder a varias operaciones de bajo nivel, tales como leer de memoria, operación aritmética, escribir en la memoria, sumar datos… todo en una sola instrucción. 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. La microprogramación es una característica importante y esencial de casi todas las arquitecturas CISC. La microprogramación significa que cada instrucción de máquina es interpretada por una microprograma localizada en una memoria en el circuito integrado del procesador. Las instrucciones compuestas son decodificadas internamente y ejecutadas con una serie de microinstrucciones almacenadas en una ROM interna. Para esto se requieren de varios ciclos de reloj, al menos uno por microinstrucción. Es así entonces como los chips CISC utilizan comandos que incorporan una gran diversidad de pequeñas instrucciones para realizar una única operación. Figura ll CISC [3]. Ventajas y desventajas CISC Tiene un coste "razonable”, que es alcanzado a nivel de usuario. La utilidad que se le dé a la maquina es muy importante, ya que el usuario debe de encontrar un nivel óptimo en cuanto a calidad - precio. El software utilizado es otro de los factores importantes, dado que un RISC no utiliza el mismo software que un CISC. Estos últimos, por lo general tienen un software más asequible. Dada la compatibilidad hacia atrás de la familia CISC x86, los usuarios han podido renovar sus equipos sin por ello tener que abandonar software que ya conocían, y reutilizar sus datos. Así mismo, los fabricantes han tenido en cuenta este factor, puesto que seguir con otra línea de procesadores suponía no solo un cambio muy radical, sino que además podía llevar un riesgo en cuanto a ventas. Se están estudiando las tendencias futuras, como pueden ser los híbridos, mejoras en los microprocesadores CISC, mejoras en los RISC C. ¿Qué es la Arquitectura RISC? Buscando aumentar la velocidad del procesamiento se descubrió en base a experimentos que, con una determinada arquitectura de base, la ejecución de programas compilados directamente con microinstrucciones y residentes en memoria externa al circuito integrado resultaban ser más eficientes, gracias a que el tiempo de acceso de las memorias se fue decrementando conforme se mejoraba su tecnología de encapsulado. Debido a que se tiene un conjunto de instrucciones simplificado, éstas se pueden implantar por Corporación Unificada Nacional de Educación Superior – CUN. Angelica Nataly Romero Ibañez. Informe No. 3 – Arquitectura de Procesadores. Informe No. 3 – Arquitectura de Procesadores 3 hardware directamente en la CPU, lo cual elimina el microcódigo y la necesidad de decodificar instrucciones complejas. En investigaciones hechas a mediados de la década de los setenta, con respecto a la frecuencia de utilización de una instrucción en un CISC y al tiempo para su ejecución, se observó lo siguiente: Alrededor del 20% de las instrucciones ocupa el 80% del tiempo total de ejecución de un programa. Existen secuencias de instrucciones simples que obtienen el mismo resultado que secuencias complejas predeterminadas, pero requieren tiempos de ejecución más cortos. Figura lll RISC [3]. Ventajas y desventajas de la arquitectura RISC Los RISC tienen un coste elevado, por esto mismo esta tecnología ha sido enfocada a ventas a nivel de empresa y equipos de gama alta. Cada instrucción requiere solamente un ciclo de reloj ejecutarse, el programa entero se ejecutará en aproximadamente la mismacantidad de tiempo que el comando del multiciclo “MULT”. Este el RISC “instrucciones reducidas” requiere menos transistores del espacio del hardware que las instrucciones complejas, saliendo de más sitio para los registros de fines generales. Porque todas las instrucciones se ejecutan en una cantidad de tiempo uniforme (es decir un reloj), el canalizar es posible. La separación de las instrucciones de la “CARGA” y del “ALMACÉN” reduce realmente la cantidad de trabajo que la computadora debe realizar. Después del CISC-estilo “MULT” se ejecuta un comando, el procesador borra automáticamente los registros. Si uno de los operandos necesita ser utilizado para otro cómputo, el procesador debe recargar los datos del banco de memoria en un registro. En el RISC, seguirá habiendo el operando en el registro hasta que otro valor se carga en su lugar. III. CONCLUSIONES La arquitectura que se use en un computador es muy importante ya que define que tipo de tecnología es la que se usa o se necesita. También se puede afirmar que la evolución de los microprocesadores con su máximo aprovechamiento ya está llegando a los límites. Los usuarios toman las decisiones en el mercado y definen ventajas y desventajas de cada arquitectura de los modelos CISC y RISC en funciones y aplicaciones concretas que quieran realizar. Los procesadores de arquitectura CISC son los procesadores Intel Core y AMD Ryzen estos procesadores son de fuerza bruta y los procesadores de arquitectura RISC son procesadores para smartphone estos procesadores son eficientes. Por lo tanto hoy en día los programas son mas grandes y complejos los cuales exigen mas rendimiento en velocidad y procesamiento lo cual busca microprocesadores más rápidos y eficientes. IV. REFERENCIAS [1]. THE SEGA RED. (2016b, mayo 5). La Arquitectura del Procesador: ¿De qué se trata? | Hardware Para Novatos. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=kDKqKwk8VD Y [2].http://www.ieec.uned.es/investigacion/Dipseil/P AC/archivos/Informacion_de_referencia_2_ISE3_4 _2.pdf [3]. ¿Cuál es la diferencia entre las arquitecturas CISC y RISC ? (s. f.). Comunidad Huawei Enterprise.https://forum.huawei.com/enterprise/es/ %C2%BFcu%C3%A1l-es-la-diferencia-entre-las- arquitecturas-cisc-y-risc/thread/711983-100249 [4]. INTRODUCCION A LOS PROCESADORES. (s. f.). ppt descargar. https://slideplayer.es/slide/18338/ https://www.youtube.com/watch?v=kDKqKwk8VDY https://www.youtube.com/watch?v=kDKqKwk8VDY https://forum.huawei.com/enterprise/es/%C2%BFcu%C3%A1l-es-la-diferencia-entre-las-arquitecturas-cisc-y-risc/thread/711983-100249 https://forum.huawei.com/enterprise/es/%C2%BFcu%C3%A1l-es-la-diferencia-entre-las-arquitecturas-cisc-y-risc/thread/711983-100249 https://forum.huawei.com/enterprise/es/%C2%BFcu%C3%A1l-es-la-diferencia-entre-las-arquitecturas-cisc-y-risc/thread/711983-100249 https://slideplayer.es/slide/18338/
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