Sistemas numéricos y microprocesadores

Notación BinariaPara comprender el sistema binario, primero tenemos que comprender los sistemas numéricos1ª Regla: Contar usa símbolos2ª Regla: El número de símbolos es igual a la base en la cual vamos a contarEn el sistema decimal, usamos diez símbolos0,1,2,3,4,5,6,7,8,93ª Regla: El valor de un símbolo viene determinado por su posición4ª Regla; Usamos el símbolo ‘0’ para identificar posiciones5ª Regla: Determinamos el valor multiplicando el símbolo por sus posición: La posición se cuenta desde el lado derecho del númeroPrimera posición =Símbolo X base0Segunda posición=Símbolo X base1----Enésima posición=Símbolo X basen

Notación Binaria6ª Regla: El símbolo ‘0’ se usa para denotar una posición sin ningún valorEjemplo: El valor 1356 se construye en notación decimal de la siguiente manera

103 102 101 100

1 3 5 6

• 1356= 1 X 1000 +3 X 100+5 X 10+6

Notación Binaria¿Cuál es el valor decimal de este número binario?1 0 0 1 0 1 1 1Ponemos valor de las posiciones para ayudarnos27 26 25 24 23 22 21 20

1 0 0 1 0 1 1 1Calculamos el valor en decimal del número binario:1·27+0·26+0·25+1·24+0·23+1·22+1·21+1·20 = 151

Notación BinariaLos ordenadores usan notación binaria porque sólo pueden estar en uno de dos estados: “Apagado” o “encendido”, “Verdadero” o “Falso”Para hacerlo menos trabajoso, los programadores e ingenieros de sistemas pueden utilizar múltiplos de base 2Octal o de base 8Hexadecimal o de base 16¿Valor decimal del hexadecimal: AAC1?1 X 160 =1

C(12) X 161 =192

A(10) X 162 =2560

A(10 X 163 =40960

TOTAL = 43713

Código de ordenadorLos ordenadores usan grupos de bits en un código especial para representar caracteres y otros objetos en el ordenadorASCII (Estándar americano para el intercambio de información) usa un código de 8 bits, 7 de datos, uno de paridad, de lo que ya hablaremos, para representar un byte(carácter u objeto único)La letra “a” es representada por :1000001El código ASCII da en torno a 128 combinaciones posibles diferentes(27)EBCDIC(Código de extendido de intercambio binario codificado a decimal) máximo número de combinaciones: 28=256

Serie Vs ParaleloEl paralelo requiere una línea(Canal) por cada bitUn número de bits-generalmente 8(byte) son mandados a la vezUsado internamente para el bus de datos y el bus de direccionesUsado también externamente para distancias de unos pocos metros: Impresoras, scannersMás complejo y costoso de instalar que el de serie8 bits leídos por muestra

Transmisión en ParaleloD E R F

1 1 1 0

0 0 0 1

0 0 0 0

1 1 1 0

1 1 1 0

1 1 1 1

0 0 0 1

0 0 0 1

BYTE

Canales

FRED

Mandado a través de distintos canales

Transmisión en SerieUsa una línea o canalSe mandan los bits uno tras otroHay, pues, 8 muestras por bitUsados para largas distancias. De muchos metrosMás barato que el paralelo: Protocolo más simpleRelativamente más lento que el paralelo(1 Octavo para la misma muestra)La mayor parte de los sistemas de comunicación remota usan transmisión de datos en serie, por ser tecnología más fácil de implementar

D E R F01011011 11011010 00101110 11100010

FRED

EL MICROPROCESADOREs el corazón de cualquier ordenador normalEl Microprocesador podría ser un Pentium, un K6, un PowerPc, un Sparc o cualquiera de los otros muchos tipos de microprocesadoresTodos hacen aproximadamente lo mismo de aproximadamente la misma maneraUn microprocesador o CPU es un motor de computación fabricado en un solo chipEl primer Microprocesador fue el Intel 4004, introducido en 1971El 4004 no era muy potente y todo lo que podía hacer era sumar y restarPero era asombroso que todo estuviese en un chip

Historia del MicroprocesadorAntes del 4004, los ordenadores se construían de colecciones de chips o de componentes discontinuos(Transistores cableados uno por vez)Con el 4004 se dié energía a una de las primeras calculadoras electrónicasEl primer Microprocesador que se convirtió en un ordenador personal fue el Intel 8080, un ordenador completo de 8 bits en un chip, introducido en 1974El primer Microprocesador que tuvo un impacto significativo en el mercado fue el Intel 8088, introducido en 1979 e incorporado en el IBM PC(que apareció por primera vez en torno a 1982.

Historia del MicroprocesadorEl mercado del PC se movió del 8088 al 80286, al 80386, y al 80486, siguiendo con el Pentium, el Pentium II, el Pentium III y el Pentium IVIntel ha hecho todos estos arreglos como mejoras en su diseño básico del 8088El Pentium IV puede ejecutar cualquier fragmento de código que se ejecutase en el original 8088 pero alrededor de 5000 veces más rápidoLa siguiente tabla explica las diferencias entre los diferentes procesadores que Intel ha introducido con los años

Historia del MicroprocesadorNombre Fecha Transistores Micras Velocidad

relojAnchura Datos

MIPS

8080 1974 6000 6 2 MHz 8 bits 0.64

8088 1979 29000 3 5 MHz 16 bits, bus de 8 bits

0.33

80286 1982 134000 1.5 6 MHz 16 bits 1

80386 1985 275000 1.5 16 MHz 32 bits 5

80486 1989 1200000 1 25 MHz 32 bits 20

Pentium 1993 3100000 0.8 60 MHz 32 bits, bus de 64 bits

100

Pentium II 1997 7500000 0.35 233 MHz 32 bits, bus de 64 bits

300

Pentium III 1999 9500000 0.25 450 MHz 32 bits, bus de 64 bits

510

Pentium IV 2000/ 2002

42000000 54000000

0.180.18

1.5 GHz2.3 GHz

32 bits, bus de 64 bits

1700

Pentium V 2003 73000000 0.14 3.0 GHz 64 bits, bus de 64 bits

2300

Información sobre la tabla anterior

Fecha: El año que el procesador fue presentado por primera vez

Muchos procesadores son reintroducidos con mayores velocidades de reloj muchos años después de la fecha de presentación

Transistores: Número de transistores en el chip

Micras: Anchura en micras, del más pequeño circuito impreso en el chip

Un pelo humano tiene 100 micras de ancho

Velocidad de reloj: Máxima velocidad a la que el chip puede funcionar

Anchura de Datos es la anchura de la ALU(Unidad Aritmético-Lógica)

Información sobre tabla anteriorUna ALU de 8 bits puede sumar, restar, multiplicar, dos números de 8 bits, mientras que uno de 32 puede manipular números de 32 bitsUna ALU de 8 bits tendría que ejecutar cuatro instrucciones para sumar dos números de 32 bits, mientras que una de 32 bits tendría que hacer una sola instrucciónEn muchos casos, el bus de datos externo es de la misma anchura que la ALU, pero no siempreEl 8088 tenía una ALU de 16 bits y un bus de 8 bits mientras que los Pentium modernos recogen datos de 64 bits para sus ALUs de 32 bitsMIPS: Millones de Instrucciones Por Segundo. Es una medida poco precisa del rendimiento de una CPULas CPUs modernas pueden hacer tantas cosas que las MIPS han perdido gran parte de su significado pero aquí tiene una sensación del rendimiento de los mismosEn general, hay una relación entre la velocidad de reloj y las MIPS