arquitecturas rics-cisc

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ACTIVIDAD N:

20

FECHA ENVIO:

29/12/2014

FECHA ENTREGA:

31/12/2014

TEMA:

Profundizar la investigacin sobre las ventajas y desventajas sobre los RISC y CISC.

UNIDAD N 5:

CPU y Ensamblaje de computadoras.

OBJETIVO:

Identificar y entender sobre las ventajas y desventajas sobre los RISC y CISC.

PROBLEMA:

Necesidad de caracterizar y describir las ventajas y desventajas sobre los RISC y CISC.

INDICADOR DE EVALUACION:

CALIFICACIN

Habilidad para aplicar el conocimiento de las ciencias bsicas de la profesin e ingeniera en sistemas.

Identificar, formular y resolver problemas de ingeniera de sistemas.

Comprensin de sus responsabilidades profesionales y ticas.

CRITERIOS DE EVALUACIN:

Siempre

(2)

A veces

(1)

Nunca

(0,5)

CAPACIDAD DE COMUNICACIN.

EN IMPRESOS

Entrega documentacin impresa y digital. (Siguiendo las normas y convenciones para la escritura y sin falta de ortografa). La redaccin del documento debe ser clara. Debe incluir todas las fuentes de donde tom la informacin.

Cumple con el formato, normas y estructura para la elaboracin del documento.

APLICACIN DE VALORES.

Puntualidad. Entrega de trabajo a tiempo

Responsabilidad tica. El trabajo es indito y respeta la propiedad intelectual

Responsabilidad profesional. Cumple con las normas tcnicas.

USO DE RECURSOS:

Recursos bibliogrficos fidedignos y con validez cientfica

Recursos tecnolgicos adecuados

CAPACIDAD DE REFLEXIN.

Incluye ejemplos claros que permiten un mejor entendimiento del tema.

CONOCIMIENTO TCNICO.

Destreza con las herramientas informticas.

TIPO DE ACTIVIDAD

LUGAR

ALCANCE

FORMA

Intraclase

Extraclase

Individual

Grupal

Taller

Sntesis, esquemas

Caso de estudio

Investigativa

Vinculacin con la colectividad

Prctica en laboratorio

Prctica en clase

Resolucin de problemas, ejercicios

Ensayo, artculo

Informe de exposicin

ROLES Y RESPONSABILIDADES DE LOS PARTICIPANTES EN LA TAREA:

NOMBRE ESTUDIANTE

ROL

DESCRIPCIN

Belduma Morocho Edwin Eber

Estudiantes

Desarrolla la tarea propuesta

Gomez Piedra Franklin David

Estudiantes

Desarrolla la tarea propuesta

Gomez Lojan Karen Juliana

Estudiantes

Desarrolla la tarea propuesta

Palacios Abad Sandra Anabel

Estudiantes

Desarrolla la tarea propuesta

Vacacela Belduma Erika Estefana

Estudiantes

Desarrolla la tarea propuesta

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD

INTRODUCCIN

Actualmente el avance tecnolgico sigue progresando, siendo la creacin y desarrollo de la computadora uno de los ms importantes avances realizados. Dentro del perfeccionamiento del computador con el fin de hacerlas cada vez ms eficientes, se han creado diferentes arquitecturas que definen como se encuentran distribuidos los componentes internos. Cabe resaltar que la funcionalidad de una computadora depende en gran escala de la arquitectura que la forma.

En el presente informe se detalla acerca de las arquitecturas RISC y CISC, que son las ms difundidas y distribuidas en el mercado; para entender las arquitecturas mencionadas es necesario tener conocimiento acerca de que es una arquitectura de computador y como interviene en el mismo.

La investigacin busca establecer y comprender las ventajas y desventajas de las arquitecturas RICS y CISC, para lo cual se presenta los siguientes temas:

Arquitecturas de Computador.

Arquitectura RICS y CISC

Factores que impulsaron su creacin.

Caractersticas principales.

Como funcionan.

Diagramas de bloque.

Ventajas.

Desventajas.

OBJETIVOS

Objetivo General

Identificar y entender sobre las ventajas y desventajas sobre los RISC y CISC.

Objetivos Especficos

Investigar y definir sobre las arquitecturas RISC y CISC.

Analizar las caractersticas de las arquitecturas RICS- CISC

Comparar las ventajas y desventajas de las arquitecturas RICS- CISC

MARCO TEORICO

Ventajas y desventajas sobre los RISC y CISC

ARQUITECTURAS RISC CISC

Antes de empezar a adentrarnos a las arquitecturas RISC Y CISC, primero debemos tener entendido cuales son los modelos de arquitecturas en las cuales se basaron las arquitecturas RISC - CISC

MODELOS DE ARQUITECTURAS

Arquitectura de von Neumann:

Segn (Camacho) Tradicionalmente los sistemas con microprocesadores se basan en esta arquitectura, en la cual la unidad central de proceso (CPU), est conectada a una memoria principal nica (casi siempre slo RAM) donde se guardan las instrucciones del programa y los datos. A dicha memoria se accede a travs de un sistema de buses nico (control, direcciones y datos).

Arquitectura Harvard:

Segn (Camacho) Este modelo, que utilizan los Microcontroladores PIC, tiene la unidad central de proceso (CPU) conectada a dos memorias (una con las instrucciones y otra con los datos) por medio de dos buses diferentes.

Una de las memorias contiene solamente las instrucciones del programa (Memoria de Programa), y los otros slo almacenos datos (Memoria de Datos).

Arquitecturas CISC

CISC (complex instruction set computer) Computadoras con un conjunto de instrucciones complejo.

Segn (Luna, Gonzlez, Guzmn, & Gonzlez, 2012) mencionan:

La microprogramacin es una caracterstica importante y esencial de casi todas las arquitecturas CISC.

Como por ejemplo:

Intel 8086, 8088, 80286, 80386, 80486.

Motorola 68000, 68010, 68020, 68030, 6840.

La microprogramacin significa que cada instruccin de mquina es interpretada por una microprograma localizada en una memoria en el circuito integrado del procesador.

En la dcada de los sesentas la micropramacin, por sus caractersticas, era la tcnica ms apropiada para las tecnologas de memorias existentes en esa poca y permita desarrollar tambin procesadores con compatibilidad ascendente. En consecuencia, los procesadores se dotaron de poderosos conjuntos de instrucciones.

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 microinstruccin).

>>Factores de motivacin de creacin de CISC

Segn (Davila) la motivacin para crear la arquitectura CISC son las siguientes:

El Control Microprogramado

Facilidad de Implementacin

Uso de eficiente del espacio en el chip

Posibilidad de modificar el conjunto de instrucciones

Posibilidad de disear nuevas y poderosas instrucciones

Posibilidad de simular nuevas arquitecturas

Necesidad de tener un rico conjunto de instrucciones, dado que muchos programas fueron desarrollados en lenguaje ensamblador

Instrucciones para trabajar con operandos de punto flotante

Instrucciones individuales para guardar y restaurar todos los registros de la CPU

Instrucciones para proporcionar construcciones especiales de lazos

Instrucciones para trabajar con diferentes modos de direccionamiento que permitan el indexado a travs de arreglos

Buscar la correspondencia de instrucciones de lenguaje de alto nivel al nivel de lenguaje de mquina

Al usar el control microprogramado, es posible disponer de algunas de las instrucciones de lenguaje de alto nivel a nivel de lenguaje de mquina. Estas instrucciones pueden ser interpretadas por el microprograma

La disponibilidad de una instruccin de lenguaje de mquina ofrece la ventaja de que los compiladores de lenguajes de alto nivel generen cdigo ms simple y a la vez ms eficiente

>> Caractersticas Principales

Segn (Vega P. ) Las caractersticas principales de la arquitectura CISC son las siguientes:

Gran cantidad de instrucciones

Instrucciones complejas

Gran cantidad de modos de direccionamiento

Soporta gran cantidad de tipos de datos

Implementacin de instrucciones de alto nivel lo ms directamente posible

Reduccin del tiempo de ejecucin de instrucciones complejas por medio de implementacin directa en hardware

Compatibilidad con miembros anteriores de la familia

Microarquitectura ms compleja

Instrucciones de longitud variable

>> Cmo funciona?

Segn (Fernandez) El funcionamiento de la arquitectura CISC esta dado de la siguiente manera.

Incorporan un gran conjunto de comandos en la ROM.

El sistema operativo enva un comando al procesador.

El chip debe verificar el tamao del comando y reservarlo en la memoria interna. El procesador decodifica las instrucciones.

A travs de la circuitera se ejecutan las instrucciones. Requiere de cuatro a diez ciclos de reloj.

>> Diagrama de bloque CISC

Ventajas

Facilidad de implementacin del conjunto de instrucciones

Compatibilidad hacia adelante y hacia atrs de nuevas CPUs

Facilidad de programacin

Puede ser menor la complejidad del compilador

Desventajas

La complejidad del conjunto de instrucciones crece

Las instrucciones de longitud variable reducen el rendimiento del sistema

Inclusin de instrucciones que raramente se usan

Arquitectura RISC

Segn (Anonimo, 2012) RISC busca aumentar la velocidad del procesamiento, se descubri en base a experimentos que, con una determinada arquitectura de base, la ejecucin de programas compilados directamente con microinstrucciones y residentes en memoria externa al circuito integrado resultaban ser ms eficientes, gracias a que el tiempo de acceso de las memorias se fue decrementando conforme se mejoraba su tecnologa de encapsulado.

Segn (Anonimo, 2012) Debido a que se tiene un conjunto de instrucciones simplificado, stas se pueden implantar por hardware directamente en la CPU, lo cual elimina el microcdigo y la necesidad de decodificar instrucciones complejas.

>> Factores de motivacin de creacin de RISC

Segn (Vega P. ) Los factores que motivaron a la creacin de la arquitectura RISC son los siguientes.

Instrucciones simples pueden ejecutarse en pocos ciclos de reloj/ciclos de reloj ms cortos

Apropiado para la aplicacin de arquitectura segmentada

Potencialmente se completara una instruccin por ciclo de reloj

Tamao de instruccin fijo simplifica bsqueda y decodificacin

Un grupo pequeo de instrucciones (20%) ocupa la mayor parte del tiempo de ejecucin de un programa ( 80%)

Un conjunto de instrucciones simples puede implantar tambin instrucciones complejas

>> Caractersticas Principales de RISC

Segn (Vega P. ) Las caractersticas principales de esta arquitectura son:

Conjunto de instrucciones reducido y simple

Conjunto de instrucciones ortogonal (slo una instruccin para cada funcin)

Pocos modos simples de direccionamiento

Pocos tipos de datos soportados

Arquitectura load/store

Gran nmero de registros de propsito general

Longitud de instruccin fija

>> Cmo funciona?

Segn (Fernandez) Las RISC constan de instrucciones que realizan una tarea. Las instrucciones no necesitan ser decodificadas. Para realizar una instruccin usa un ciclo de reloj. Puede ejecutar hasta 10 comandos a la vez. Pasan por menos transistores en los circuitos.

>> Diagrama de bloques de RISC

Ventajas

Se incrementa la velocidad debido a un conjunto de instrucciones ms simple.

Hardware ms simple debido a instrucciones ms sencillas que requieren menos espacio en el chip

El ciclo de diseo ms corto resulta en un diseo efectivo, costos controlados de desarrollo y tiempo de salida al mercado ms corto.

Desventajas

Excesiva dependencia en la efectividad del compilador

La depuracin de los programas se hace difcil por la programacin de instrucciones

Se incrementa el tamao del cdigo de lenguaje mquina

Necesidad de memoria rpida

Dispositivos que usan RISC

Los dispositivos que usan la arquitectura RISC son los dispositivos que se los usan ms en la telecomunicacin, como tambin dispositivos portables en la que no se necesita grandes cantidades de procedimientos.

Fabricantes de RISC

Hewlett Packard (PA-RISC).

Digital equipment (Alpha). Silicon Graphics (MIP).

Sun microsystems (SPARC).

IBM, Motorola

Apple (PowerPC).

Que dispositivos usan CISC

Fabricantes de CISC

Intel 8086, 8088, 80386, 80486.

Motorola 68000, 68010, 68030, 68040. Ciryx.

AMD.

IMS.

CISC VS RISC

COMPARACION

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Se concluye que:

Los CISC y RISC son arquitecturas de computador es decir definen como se construyen y se distribuyen fsicamente los componentes de la computadora (determinada configuracin, realizar operaciones).

Las arquitecturas CISC son las ms usadas en las computadoras domsticas y ordenadores que requieran de mltiples procesos como tambin gran cantidad de almacenamiento en datos en cambio las arquitecturas RISC estn aplicadas ms a los dispositivos mviles o portables los cuales no necesitan gran cantidad de procesamiento en datos, pero si mayor velocidad de procesos.

La arquitectura CISC se caracteriza por ejecutar las instrucciones en multi-ciclo en cambio la RISC por ejecutar instrucciones por ciclo nico.

Las arquitecturas CISC y RISC presentan ventajas y desventajas, ya que depende de los procesos que llevan a cabo, por ejemplo la arquitectura RISC ofrece mayor velocidad pero debido a esto se crea una necesidad de memoria rpida.

Se recomienda que:

Analizar previamente que es una arquitectura de computador.

Durante el estudio de las arquitecturas RICS y CISC investigar ejemplos de los dispositivos que usan este tipo de tecnologa.

Considerar las principales ventajas y desventajas de las arquitecturas RICS y CISC para establecer el porqu de su creacin y el impacto que tuvo.

Tener bien claros los conceptos bsicos sobre arquitectura de ordenadores, caso contrario al revisar los temas de este informe el anlisis ser ms complejo.

BIBLIOGRAFIA

Anonimo. (19 de Febrero de 2012). jenova-project.blogspot.com. Obtenido de http://jenova-project.blogspot.com/2012/02/diagramas-organizacion-de-computadoras.html

Davila, G. (s.f.). es.slideshare.net. Obtenido de http://es.slideshare.net/gustavodavila2309/tema-4-9770552

Fernandez, F. E. (s.f.). slideplayer.es. Obtenido de http://slideplayer.es/slide/117522/

Luna, J. I., Gonzlez, R. S., Guzmn, G. S., & Gonzlez, L. A. (2012). DIVISION CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA. Obtenido de http://www.azc.uam.mx/publicaciones/enlinea2/num1/1-2.htm

Vega, J. I. (s.f.). www.azc.uam.mx. Obtenido de http://www.azc.uam.mx/publicaciones/enlinea2/num1/1-2.htm

Vega, P. (s.f.). www.ie.itcr.ac.cr. Obtenido de http://www.ie.itcr.ac.cr/pvega/Project/Documents_SD/Handout%20N3%20CISC%20y%20RISC.pdf