ARQUITECTURA VAX
Microcomputadora de arquitectura CISC, sucesora de la PDP-11, producida por Digital Equipment Corporation. Su nombre original era VAX-11 (Virtual Address Extended PDP-11). Lanzada el 25 de octubre de 1977, fue la primera máquina comercial de arquitectura de 32 bits, lo que la convierte en un hito destacable en la historia de la computación. La primera VAX-11/780 fue instalada en Carnegie Mellon University.
Su sistema operativo,VMS (luego llamado OpenVMS), fue concebido junto con la
máquina. Presentaba características muy novedosas para su tiempo, en particular
un revolucionario sistema de clustering.
El VAX es un claro ejemplo de
máquina del tipo memoria-memoria con registros de uso general. Posee 16
registros (R0,...,R15) de 32 bits. El PC (Program Counter, en español contador
de programa) y el SP (Stack Pointer, en español puntero de pila) son los
registros R15 y R14 respectivamente, son los registros de uso general con los
que se consigue una mayor versatilidad y potencia en los modos de
direccionamiento. También destacan el R13 y el R12. El primero se utiliza como
FP (Frame pointer, en español apuntador de trama o puntero de marco), el
segundo se utiliza como AP (Argument pointer, en español puntero a los argumentos).
Estos dos registros son especialmente útiles cuando se manejan procedimientos y
se requiere acceder a la información de la pila, creada en la llamada y para
retorno luego de la ejecución de la rutina o procedimiento.
El VAX tiene un P.S.L
(Proccesor status longword, en español palabra larga de estado del procesador)
de 32 bits. Sus últimos cuatro bits son los bits de condición Z (cero), N
(negativo), V (desbordamiento) y C (acarreo).
Esta máquina tiene una gran
versatilidad y potencia a la hora de manejar diferentes tipos de datos. Es
capaz de procesar enteros de tamaño de 1 a 8 bytes, números en coma flotante de
simple (4 bytes) y doble precisión (8 bytes), caracteres, cadenas, e incluso
números en BCD (Binary Coded Decimal).
Incorpora numerosas mejoras
respecto a la PDP-11. Entre ellas una memoria
caché, y una unidad en coma flotante (opcional). En cuanto a sus restricciones
tiene la desventaja de que si no existe alineación a la hora de acceder a las
instrucciones alojadas en memoria sus accesos a este recurso son más lentos.
Los últimos modelos de VAXen
(modelos 7000 y 10000) fueron lanzados en 1992, aunque se introdujeron cambios hasta 1997. La línea se discontinuó en 1999, y en ese entonces se rumoreaba que todas las
unidades remanentes habían sido adquiridas por Intel.
ARQUITECTURA 360/370
Introducción
Arquitectura 360/370
El IBM 360 se introdujo en 1964. Sus objetivos oficiales
incluían lo siguiente:
1. Explotar la memoria: gran memoria principal,
jerarquías de memoria
(ROM utilizada para microcódigo).
2. Soportar E/S concurrentes: hasta 5 MBIsegundo con una
interfaz estándar
en todas las máquinas.
3. Crear una máquina de propósito general con nuevas
facilidades de los OS
y muchos tipos de datos.
4. Mantener estricta compatibilidad ascendente y
descendente del lenguaje
máquina.
El Sistema 370, se dió a conocer en
1970, como sucesor del Sistema 360. El
Sistema 370 es completamente
compatible de forma ascendente con el Sistema
360, aun en el modo sistema. Las
principales extensiones sobre el 360 Incluían
Memoria
virtual y traducción dinámica de direcciones
Algunas instrucciones
nuevas: soporte de sincronización, instrucciones de
cadenas largas (desplazamientos largos
y comparaciones largas), instrucciones
adicionales para manipular bytes en
registros, y algunas instrucciones
adicionales decimales.
Arquitectura a nivel
lenguaje máquina del 360/370
El IBM System/360 es una máquina de 32
bits con direccionabilidad por bytes
que soporta diversos tipos de datos:
byte, media palabra (1 6 bits), palabra
(32 bits), doble palabra (doble
precisión real), decimal empaquetado y cadenas
de caracteres desempaquetados. El
Systeml360 tiene restricciones de alineación,
que se eliminaron en la arquitectura
System/370.
El estado interno del 360 tiene los
siguientes componentes:
16 registros
de propósito general de 32 bits; el registro O es especial
cuando se utiliza en un modo de
direccionamiento, donde se sustituye siempre un cero.
Cuatro registros de punto flotante de doble
precisión (64 bits).
La palabra de estado de programa (PSW)
contiene el PC, algunos señalizadores,
y los códigos de condición.
Poco de historia
El IBM S/360 fue el primer ordenador en usar microprogramación, y creó el concepto de arquitectura de familia. La familia del 360 consistió en 6 ordenadores que podían hacer uso del mismo software y los mismos periféricos. El sistema también hizo popular la computación remota, con terminales conectados a un servidor, por medio de una línea telefónica. Así mismo, es célebre por contar con el primer procesador en implementar el algoritmo de Tomasulo en su unidad de punto flotante.El IBM 360 es uno de los primeros ordenadores comerciales que usó circuitos integrados, y podía realizar tanto análisis numéricos como administración o procesamiento de archivos. Se considera que la tercera generacion de computadoras comenzó con su madre
Fue el primer computador en ser atacado con un virus en la historia de la informática; y ese primer virus que atacó a esta máquina IBM Serie 360 (y reconocido como tal), fue el Creeper, creado en 1972.
ARQUITECTURA 8086
La arquitectura del Intel8086 fue
anunciada en 1978 como una extensión ascendente
compatible del entonces famoso 8080.
Aunque el 8080 claramente era una máquina de acumulador, el 8086
amplió la arquitectura con registros adicionales. Sin embargo, el 8086
falla si realmente se considera como una máquina de registros de propósito
general, porque prácticamente cada registro tiene un uso dedicado. Por tanto, su
arquitectura está comprendida entre la de una máquina de acumulador y una
máquina de registros de propósito general. El 8086 es una arquitectura
de 16 bits; todos los registros internos son
de 16 bits. Para obtener una
direccionabilidad mayor de 16 bits los diseñadores añadieron segmentos a la arquitectura,
logrando así un espacio de direcciones de 20 bits, organizados en fragmentos de 64
KB.
Los 80 186, 80286, 80386 y 80486 son
extensiones «compatibles» de la arquitectura
8086 y se referencian colectivamente
como procesadores 80x86.
Son compatibles en el sentido de que todos
pertenecen a la misma familia arquitectónica.
Hay más ejemplares de esta familia en
el mundo que de cualquier otra. El 80 186 añadió un pequeño
número de extensiones (unas 16) a la arquitectura 8086 en 198 1. El 80286, introducido
en 1982, amplió la arquitectura del 80 186 creando un elaborado modelo
de protección y de mapa de memoria y aumentando el espacio de direcciones a 24
bits
El 8086 soporta tipos de datos de 8
bits (byte) y de 16 bits (palabra). Las distinciones
de tipos de datos se aplican a las
operaciones de registros así como a los accesos a memoria.
El espacio de direcciones en el 8086
es de 20 bits; sin embargo, está descompuesto
en segmentos, de 64 KB, direccionables
con desplazamientos de
16 bits. Una dirección de 20 bits se
forma tomando una dirección efectiva de
16 bits -como un desplazamiento en un
segmento- y sumándola a una dirección
del segmento base de 20 bits. La
dirección del segmento base se obtiene
desplazando 4 bits a la izquierda el
contenido de un registro de 16 bits.
El 8086 tiene un total de 14
registros, divididos en cuatro grupos -registros
de datos, registros de dirección, registros de segmento y
registros de control
Los procesadores de 16 bits
fueron una nueva generación de microprocesadores desarrollados para reemplazar
o completar a las microcomputadoras de 8 bits de los años setenta, que fueron
las que comenzaron la revolución de las microcomputadoras.
El 8086 fue diseñado para
trabajar con lenguajes de alto nivel, disponiendo de un soporte hardware con el
que los programas escritos en dichos lenguajes ocupan un pequeño espacio de
código y pueden ejecutarse a gran velocidad. Esta concepción,
orientada al uso de compiladores,
se materializa en un conjunto de facilidades y recursos, y en unas
instrucciones entre las que cabe destacar las que permiten efectuar operaciones
aritméticas de multiplicar y dividir, con y sin signo; las que manejan cadenas
de caracteres, etc.
En su momento, el 8086 junto con
el 8088 fueron los microprocesadores más
empleados dentro de su categoría,
especialmente desde que IBM los adoptó para la construcción de su computadora
personal. Muchos fabricantes de microordenadores utilizaron esta familia
microcomputadora para fabricar equipos de tipo profesional. Hoy en día, la
utilización del 8086 es más reducida, quedando principalmente orientado a la enseñanza,
como base de los microprocesadores de la última generación.
Características.-
El 8086
dispone de instrucciones especiales para el tratamiento de cadenas de caracteres.
Los
registros del 8086 tienen una misión específica, por lo que se podría decir que
cada uno de ellos tiene su propia personalidad, aunque varios comparten tareas
comunes.
El
encapsulado del 8086 está formado por 40 patillas, simplificando así el hardware,
aunque por contra, es necesario la multiplexación del bus de datos con el de
direcciones.
El 8086
dispone de un conjunto de registros, denominados ‘cola de
instrucciones’,
en el cual se van almacenando de forma anticipada los códigos
de las
instrucciones, consiguiendo que este aumente su velocidad de trabajo.
Las 20
líneas del bus de direcciones sólo permiten direccionar una memoria de 1
Megabyte.
El 8086
requiere una señal de reloj exterior, siendo 5 y 8 Mhz las frecuencias típicas
de funcionamiento.
El 8086
dispone de una arquitectura “pipe line”, es decir, que la CPU puede seguir
leyendo instrucciones en los tiempos en que el bus no se utiliza.
ARQUITECTURA DLX
En esta sección describiremos una sencilla
arquitectura de carga/Almacenamiento denominada DLX (pronunciada «Deluxe»). Los
autores piensan que DLX es el segundo computador poliinsaturado del mundo -el
promedio de una serie de experimentos recientes y máquinas comerciales que son
muy similares en filosofia a DLX. Igual que Knuth, obtuvimos el nombre de
nuestra máquina de un promedio expresado en números romanos:
(AMD 29K, DECstation 3 100, HP 850, IBM 801, Intel i860, MPS M/120A,
MIPS M/ 1000, Motorola 88K, RISC 1, SGI 4D/60, SPARCstation- 1, Sun-41
1 10, Sun-4/260)/13 = 560 = DLX
La arquitectura de DLX se escogió
basándose en las observaciones sobre las primitivas más frecuentemente
utilizadas en los programas. Funciones más sofisticadas (y menos
rendimiento-crítico) se implementan en software con Instrucciones múltiples.
Igual que, en las máquinas de
carga/almacenamiento más recientes, DLX
hace énfasis en:
Un sencillo repertorio de
instrucciones de carga/almacenamiento
Diseño de segmentación (pipelining)
eficiente.
Un repertorio de instrucciones fácilmente
decodificables
Eficiencia
como objeto del compilador.
DLX proporciona un buen modelo
arquitectónico para su estudio, no sólo debido a la reciente popularidad de
este tipo de máquinas, sino también porque es una arquitectura fácil de comprender.
La arquitectura tiene 32 registros de
propósito general GPR de 32 bits; el valor de RO siempre es O.
Adicionalmente, hay un conjunto de registros de punto flotante (FPR), que se pueden
utilizar como 32 registros de simple precisión (32 bits), o como parejas
par-impar que contienen valores de doble precisión. Así, los registros de punto
flotante de 64 bits se denominan FO, F2, ..., F28, F30. Se pueden
realizar operaciones en simple y doble precisión.
Hay un conjunto de registros
especiales utilizados para acceder a la información sobre el estado. El
registro de estado de FP (punto flotante) se utiliza para comparaciones y
excepciones de FP. Todas las transferencias al y del registro de estado se realizan a
través de los GPR; hay un salto que examina el bit de comparación del registro de estado de
FP.
La memoria es direccionable por bytes
en el modo Big Endian con una dirección de 32 bits. Todas las
referencias a memoria se realizan a través de cargas o
almacenamientos entre memoria y los GPR o FPR. Los accesos que involucran los GPR pueden
realizarse a un byte, a media palabra, o a una palabra. Los FPR se pued-en cargar
y almacenar con palabras en simple o doble precisión (utilizando un par
de registros para DP). Todos los
accesos a memoria deben estar alineados.
También hay instrucciones para transferencia (rnove) entre
un FPR y un GPR.
Todas las instrucciones son de 32 bits
y deben estar alineadas. Hay también unos pocos registros
especiales que se pueden transferir a y desde registros enteros. Un ejemplo es
el registro de estado de punto flotante, utilizado para almacenar la información.
Referencias
Bell, D.
(1993). La caida de las grandes empresas. vuelta.
IBM S/360.
(s.f.).Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/IBM_S/360
Llombart, V. A. (s.f.). La arquitectura DLX.
Lopez, J. M. (s.f.). Arquitectura del
microprocesador 8086. 28.
METROPOLITANA, U. A. (s.f.). Arquitectura RISC
vs CISC.
Patherson, J.
L.-D. (s.f.). Aquitectura de
computadoras, un enfoque cuantitativo. Mexico.
