2.2 ARQUITECTURAS

TIPOS DE PROCESADORES

Los tipos de procesadores están capacitados para ejecutar una serie de instrucciones de estrada y salida ,lógica, aritméticas. Se distinguen dos grandes tendencias en la construcción de procesadores se diferencian esencialmente en las características de su repertorio de instrucciones.

PROCESADOR 4004

El Intel 4004 (i4004), un CPU de 4bits, fue el primer microprocesador en un simple chip, así como el primero disponible comercialmente. Aproximadamente al mismo tiempo, algunos otros diseños de CPU en circuito integrado, tales como el militar F14 CADC de 1970, fueron implementados como chipsets, es decir constelaciones de múltiples chips.

Contiene 2.300 transistores, Encapsulado CERDIP de 16 pines, Máxima velocidad del reloj 740 KHz usa Arquitectura Harvard, es decir, almacenamiento separado de programas y datos. Contrario a la mayoría de los diseños con arquitectura de Harvard, que utilizan buses separados, el 4004, con su necesidad de mantener baja la cuenta de pines, usaba un bus de 4 bits multiplexado para transferir: 12 bits de direcciones (direccionando hasta 4 KB).Instrucciones de 8 bits de ancho, que no deben ser colocadas en la misma memoria de datos de 4 bits de ancho. El conjunto de instrucciones está formado por 46 instrucciones (de las cuales 41 son de 8 bits de ancho y 5 de 16 bits de ancho) 16 registros de 4 bits cada uno.

Stack interno de llamadas a subrutinas de tres niveles de profundidad

Chipset (circuitos auxiliares) para crear sistemas basados en el 4004

PROCESADOR 8080

El primer procesador que se empleó en grandes cantidades fue el 8080, fabricado el año 1974, tenía un bus de datos de 8 bits, un bus de direcciones de 16 bits y 7 registros de 8 bits de propósito general, más el contador de programa, puntero de pila y registro de flags. Funcionaba a 2MHz.

El Intel 8080 fue un microprocesador temprano diseñado y fabricado por Intel. La CPU de 8 bits fue lanzado en abril de 1974. Corría a 2 MHz, y generalmente se le considera el primer diseño de CPU microprocesador verdaderamente usable.

Varios fabricantes importantes fueron segundas fuentes para el procesador, entre los cuales estaban AMD, Mitsubishi, NatSemi, NEC, Siemens, y Texas Instruments. También en el bloque oriental se hicieron varios clones sin licencias, en países como la Unión de Repúblicas Socialistas Soviéticas y la República Democrática de Alemania.

PROCESADOR 8085

Es un procesador de 8 bits fabricado por Intel a mediados de los 70. Era binariamente compatible con el anterior Intel 8080 pero exigía menos soporte de hardware, así permitía unos sistemas de microordenadores más simples y más baratos de hacer.

El Intel 8085 es un microprocesador de Intel diseñado por Masatoshi Shima y Stan.

PROCESADOR 8086 Y 8088

El Intel 8086 y el Intel 8088 (i8086, llamados oficialmente iAPX 86, y i8088) son los primeros microprocesadores de 16 bits diseñados por Intel. Fueron el inicio y los primeros miembros de la arquitectura x86. El trabajo de desarrollo para el 8086 comenzó en la primavera de 1976 y fue lanzando al mercado en el verano de 1978. El 8088 fue lanzado en 1979.

El 8086 y el 8088 ejecutan el mismo conjunto de instrucciones. Internamente son idénticos, excepto que el 8086 tiene una cola de 6 bytes para instrucciones y el 8088 de sólo 4. Exteriormente se diferencian en que el 8086 tiene un bus de datos de 16 bits y el del 8088 es de sólo 8 bits, por ello, el 8086 era más rápido. Por otro lado, el 8088 podía usar menos circuitos lógicos de soporte, lo que permitía la fabricación de sistemas más económicos.

PROCESADOR 80186 Y 80188

Los Intel 80186 y 80188 (i80186 e i81088) son dos microprocesadores que fueron desarrollados por Intel alrededor de 1982. Los i80186 e i80188 son una mejora del Intel 8086 y del Intel 8088 respectivamente. Al igual que el i8086, el i80186 tiene un bus externo de 16 bits, mientras que el i80188 lo tiene de 8 bits como el i8088, para hacerlo más económico. La velocidad de reloj del i80186 e i80188 es de 6 MHz.

PROCESADOR 80286

El Intel 802861 (llamado oficialmente iAPX 286, también conocido como i286 o 286) es un microprocesador de 16 bits de la familia x86, que fue lanzado al mercado por Intel el 1 de febrero de 1982. Cuenta con 134.000 transistores. Al igual que su primo contemporáneo, el 80186, puede correctamente ejecutar la mayor parte del software escrito para el Intel 8086 y el Intel 8088.2 Las versiones iniciales del i286 funcionaban a 6 y 8 MHz, pero acabó alcanzando una velocidad de hasta 25 MHz. Fue el microprocesador elegido para equipar al IBM Personal Computer/AT, introducido en 1984, lo que causó que fuera el más empleado en los compatibles AT hasta principios de los 1990.

A pesar de su gran popularidad, hoy en día quedan pocos ordenadores con el i286 funcionando. El sucesor del i286 fue el Intel 80386, de 32 bits.

PROCESADOR 80386

El Intel 80386 (i386, 386) es un microprocesador CISC con arquitectura x86. Durante su diseño se lo llamó 'P3', debido a que era el prototipo de la tercera generación x86. El i386 fue empleado como la unidad central de proceso de muchos ordenadores personales desde mediados de los años 80 hasta principios de los 90.

Fabricado y diseñado por Intel, el procesador i386 fue lanzado al mercado el 16 de octubre de 1985. Intel estuvo en contra de fabricarlo antes de esa fecha debido a que los costes de producción lo hubieran hecho poco rentable. Los primeros procesadores fueron enviados a los clientes en 1986. Del mismo modo, las placas base para ordenadores basados en el i386 eran al principio muy elaboradas y caras, pero con el tiempo su diseño se racionalizó.

En mayo de 2006 Intel anunció que la fabricación del 386 finalizaría a finales de septiembre de 2007.1 Aunque ha quedado obsoleto como CPU de ordenador personal, Intel ha seguido fabricando el chip para sistemas embebidos y tecnología aeroespacial.

PROCESADOR 80486

La arquitectura del 80486DX es casi idéntica a la del 80386 más el coprocesador matemático 80387 y un caché interno de 8 K bytes.

El 80486SX es casi idéntico a un 80386 con un caché de 8K bytes. La figura Nro. 3.5.b muestra la estructura básica interna del microprocesador 80486. Si esto se compara a la arquitectura del 80386, no se observan diferencias. La diferencia más notable entre el 80386 y el 80486, es que casi la mitad de las instrucciones del 80486 se ejecutarán en un periodo de reloj en vez de los dos periodos que el 80386 requiere para ejecutarlos.

PENTIUM

El procesador Pentium es un miembro de la familia Intel de procesadores de propósito general de 32 bits. Al igual que los miembros de esta familia, el 386 y el 486, su rango de direcciones es de 4 Goctetos de memoria física y 64 Toctetos de memoria virtual. Proporciona unas prestaciones más elevadas gracias a una arquitectura mucho más optimizada. Su bus de datos es de 64 bits. Las distintas unidades funcionales con las que cuenta el procesador Pentium son entre otras cosas dos caches denominadas data cache y code cache, el prefetcher, unidad de paginación, etc.

PENTIUM II

El procesador Intel Pentium II, surgió, al igual que su antecesor Pentium, para los sistemas de sobremesa comerciales de uso general, portátiles, PC domésticos de rendimiento y servidores de nivel básico.

En este procesador se combinan los avances de la arquitectura Intel P6 con las extensiones del conjunto de instrucciones de la tecnología MMX™ para ofrecer un rendimiento excelente en las aplicaciones de PC actuales y del futuro.

Además, el procesador PentiumII proporciona un notable rendimiento para el software avanzado de comunicados y multimedia, incluidas potentes funciones de tratamiento de imágenes y gráficos realistas, videoconferencias y la posibilidad de ejecutar vídeo de pleno movimiento y a toda pantalla.

La combinación de estas tecnologías hacen del procesador Pentium II la opción ideal para la ejecución de cargas de trabajo de modernas aplicaciones con funciones multimedia y un uso intensivo de datos en sistemas operativos avanzados.

PENTIUM III

El procesador Intel Pentium III, el procesador de Intel más avanzado y potente para PC de

sobremesa, presenta varias funciones nuevas para un rendimiento, productividad y capacidad de

gestión máximos. Para los usuarios que interactúan con Internet o que trabajan con aplicaciones

multimedia con muchos datos, las innovaciones más importantes son las extensiones "Streaming SIMD" del procesador Pentium III, 70 instrucciones nuevas que incrementan notablemente el rendimiento y las posibilidades de las aplicaciones 3D, de tratamiento de imágenes, de vídeo, sonido y de reconocimiento de la voz. Con toda la potencia necesaria para el software con capacidad para Internet de la próxima generación, los procesadores Pentium III seguirán ofreciendo a los usuarios de PC unas prestaciones excepcionales bien entrado el futuro.

Althon AMD

Empezaremos por decir que los nuevos modelos utilizan un nuevo zócalo totalmente incompatible con todo lo conocido hasta ahora en el mundo PC, aunque está basado en el EV6 de los Alpha de Digital, y su conector, conocido como Slot A, es idéntico físicamente al Slot1 de Intel.

Este bus trabaja a velocidades de 200 Mhz, en contra de los 100 de los modelos actuales, y están previstos modelos futuros a 400 Mhz. La memoria de primer nivel cuenta con 128 KB (cuatro veces la de los Pentium III) y la L2 es programable, lo que permite adaptar la cantidad de caché a distintas necesidades, contando en un principio con 512 KB, pero estando previstos modelos con hasta 8 MB.


MAQUINAS VIRTUALES

Una máquina virtual es un software que simula a un ordenador y puede ejecutar programas como si fuese un ordenador real. Este software en un principio fue definido como "un duplicado eficiente y aislado de una máquina física". La acepción del término actualmente incluye a máquinas virtuales que no tienen ninguna equivalencia directa con ningún hardware real.

Una característica esencial de las máquinas virtuales es que los procesos que ejecutan están limitados por los recursos y abstracciones proporcionados por ellas. Estos procesos no pueden escaparse de esta "computadora virtual".

Tipos de máquinas virtuales

Los tipos de máquinas virtuales que existen se pueden clasificar en dos grandes categorías:

Máquinas virtuales de sistema

La máquina virtual de sistema permite que la máquina física se represente entre varias máquinas virtuales, por medio de un software denominado hypervisor o monitor de máquina virtual (VMM). El hypervisor puede ejecutarse sobre el hardware o sobre un sistema operativo. Cada equipo virtual ejecuta su propio sistema operativo.

Máquinas virtuales de proceso

Las máquina virtual de proceso, es un proceso normal dentro de un sistema operativo que soporta un solo proceso. La máquina se inicia automáticamente cuando se lanza el proceso que se desea ejecutar y se detiene cuando éste finaliza.

SOFTWARE DE MAQUINAS VIRTUALES

Oracle VM VirtualBox es un software de virtualización para arquitecturas x86/amd64, creado originalmente por la empresa alemana innotek GmbH. Actualmente es desarrollado por Oracle Corporation como parte de su familia de productos de virtualización. Por medio de esta aplicación es posible instalar sistemas operativos adicionales, conocidos como «sistemas invitados», dentro de otro sistema operativo «anfitrión», cada uno con su propio ambiente virtual.

Entre los sistemas operativos soportados (en modo anfitrión) se encuentran GNU/Linux, Mac OS X, OS/2 Warp , Microsoft Windows, y Solaris/OpenSolaris, y dentro de ellos es posible virtualizar los sistemas operativos FreeBSD, GNU/Linux, OpenBSD, OS/2 Warp, Windows, Solaris, MS-DOS y muchos otros.

VMware para Windows y Linux viene en dos sabores: VMware Workstation Player y VMware Workstation Pro. VMware Workstation Player es una solución gratuita dirigida a usuarios casuales que necesitan crear y ejecutar máquinas virtuales, pero no necesitan soluciones avanzadas a nivel de empresa. VMware Workstation Pro incluye todas las características de VMware Workstation Player fácil creación de máquinas virtuales, optimización de hardware, impresión sin drivers y añade la posibilidad de clonar máquinas, crear varias imágenes o snapshots del sistema operativo, y opciones para probar software y grabar los resultados dentro de la máquina virtual.

QEMU es una poderosa herramienta de virtualización para máquinas Linux que ejecuta el código del sistema invitado directamente en el hardware del host, puede emular máquinas de distinto hardware con traducción dinámica y admite el cambio automático de tamaño de los discos virtuales.