practica arqutectura de computadoras

MANUAL DE PRÁCTICAS

INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

ARQUITECTURA DE

COMPUTADORAS SCD-1003

Índice INTRODUCCIÓN ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------3 PRÁCTICA 1 Elementos de un sistema de cómputo ------------------------------------------------------------------------------------4

PRÁCTICA 2 Software de diagnóstico -------------------------------------------------------------------------------------------------------8

PRÁCTICA 3 Elementos de una computadora--------------------------------------------------------------------------------------------13

PRÁCTICA 4 Funcionamiento de una computadora -------------------------------------------------------------------------------------18

PRÁCTICA 5 Computación paralela ----------------------------------------------------------------------------------------------------------26

LISTA DE MATERIAL, EQUIPO O REACTIVO A UTILIZAR -------------------------------------------------------29

LISTA DE BIBLIOGRAFÍA REQUERIDA --------------------------------------------------------------------------------29

CONTROL DE CAMBIOS DEL MANUAL DE PRÁCTICAS --------------------------------------------------------30

Estructura de Datos [SCC-0408]

INTRODUCCIÓN

La arquitectura de computadoras es el diseño conceptual y la estructura operacional

fundamental de un sistema de computadora. Es decir, es un modelo y una descripción funcional

de los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias partes de una

computadora, con especial interés en la forma en que la unidad central de proceso (UCP)

trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria.

También suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes

de hardware para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y

costo.

El ordenador recibe y envía la información a través de los periféricos por medio de los canales.

La UCP es la encargada de procesar la información que le llega al ordenador. El intercambio de

información se tiene que hacer con los periféricos y la UCP. Todas aquellas unidades de un

sistema exceptuando la UCP se denomina periférico, por lo que el ordenador tiene dos partes

bien diferenciadas, que son: la UCP (encargada de ejecutar programas y que está compuesta

por la memoria principal, la Unidad aritmético lógica (UAL) y la Unidad de Control) y los

periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y comunicaciones).

http://es.wikipedia.org/wiki/Computadora

http://es.wikipedia.org/wiki/Requerimiento_(sistemas)

http://es.wikipedia.org/wiki/CPU

http://es.wikipedia.org/wiki/Memoria_(inform%C3%A1tica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Hardware

http://es.wikipedia.org/wiki/Perif%C3%A9rico

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_aritm%C3%A9tico_l%C3%B3gica

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_Control


Práctica 1

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE CÓMPUTO Observaciones: Esta práctica incluye a la Práctica # 1 del temario de

Arquitectura de computadoras que dice “Identificar las características de los elementos que integran un sistema de cómputo, utilizando componentes físicos”.

1.- OBJETIVO

Que el alumno pueda identificar las características de los elementos que integran un sistema de cómputo, utilizando componentes físicos.

2.- MARCO TEÓRICO

Un sistema de cómputo es un conjunto de elementos electrónicos que interactúan entre sí,

(Hardware) para procesar y almacenar información de acuerdo a una serie de instrucciones. (Software)

Al interior de una computadora podemos encontrar elementos de hardware tales como una fuente de alimentación, una tarjeta principal, una unidad de disco flexible, una unidad de disco duro, una unidad de CD-ROM, una tarjeta de vídeo, una tarjeta fax - módem, una tarjeta de sonido, entre otros. Externamente normalmente encontramos elementos como: un monitor, un teclado, un ratón, una impresora, etc. Existe una gran variedad en el tamaño, el costo y el desempeño de los sistemas de cómputo. La tecnología está cambiando tan rápidamente, que pocos meses después de que ha salido al mercado un nuevo modelo, nos enfrentamos con dos sucesores potenciales; uno cuesta lo mismo y tiene mucho mejor funcionamiento, y el otro tiene el mismo desempeño y cuesta menos.

SISTEMA DE CÓMPUTO

Hablar de estructura significa hablar de organización, distribución y combinación de los elementos que llegan a formar parte de un sistema.

Un sistema de cómputo consta de dos grupos de componentes:

Software

Hardware

1. HARDWARE: Es el grupo de elementos físicos. La identificación y elección de los

componentes físicos de una computadora Personal, pueden parecer tareas muy difíciles.

2. DISPOSITIVOS DE ENTRADA DE DATOS DISPOSITIVOS DE SALIDA DE DATOS

DISPOSITIVOS DE PROCESAMIENTO DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO

DISPOSITIVOS MIXTOS

Escáner


Teclado

Cámara de video

Ratón

Impresora

Tarjeta de audio y bocinas

Monitor

Tarjeta de video

Microprocesador

Tarjeta madre

Memoria

Unidad de DVD

Disco duro

Unidad de CD

Unidad de disquete

Tarjeta de red

Módem

3. SOFTWARE: Los programas o software son como la “inteligencia” del computador, y por lo

tanto los que la convierten en una herramienta útil para las diversas actividades. SISTEMA

APLICACIONES UTILERIAS Es el conjunto de programas del conjunto maestro para el equipo

de cómputo Es una amplia gama de herramientas, tales como los programas para tareas

específicas: procesadores de texto, hoja de cálculo, base de datos, etc. Son programas

especiales que sirven para revisar ciertos aspectos del funcionamiento del sistema, tanto de

hardware como software.

o En realidad casi todos los procesos se inician cuando se da una orden al sistema a través de

los dispositivos de entrada de datos. Luego, el microprocesador procesa los datos y se

comunica con la tarjeta de video para indicarle como debe moverse de acuerdo con las

instrucciones del usuario. Cuando se elija una aplicación para ejecutar el programa de doble

clic izquierdo, esto hace que el microprocesador deba explorar su sistema operativo para

determinar que deba hacer.

o Posteriormente, el microprocesador busca los archivos necesarios para llevar a cabo la

operación, una vez que se tienen los archivos, el Disco duro la carga en la memoria RAM, al

mismo tiempo se despliega la tarjeta de video, y la operación se visualiza en la pantalla, y

finalmente el sistema queda en espera de otra orden por parte del usuario.


o

3.- MATERIAL, EQUIPO, REACTIVO o SOTFWARE A UTILIZAR

Sistema Operativo

Procesador de Textos

Cartón, plastilina, pinturas, resistol, tijeras.

4.- COMPETENCIAS ESPECÍFICAS

La Identificación de los elementos de un equipo de cómputo se realizara de la siguiente manera:

1. El alumno investigará sobre los elementos de un sistema de cómputo 2. Realizar equipos de tres personas 3. Se visualizará de manera física un equipo de cómputo completo 4. Se desconectará cada elemento del equipo observando su ubicación y se volverá a conectar

cada elemento de manera correcta.

5. RESULTADOS

El alumno realizara un mapa conceptual de los elementos de un sistema de cómputo y creara una maqueta física o virtual de los elementos de un sistema de cómputo con materiales diversos de acuerdo a la creatividad de cada alumno. 6. CONCLUSIONES El alumno podrá identificar los elementos de un sistema de cómputo y conocerá sus características y funciones de cada elemento.

7.- BIBLIOGRAFÍA

1. Abel P. Lenguaje Ensamblador y programación para PC IBM y compatibles. Estado de México, México. : Prentice Hall; 1996.


2. Martínez, Jaime Garza JAOR. Organización y arquitectura de computadoras.

Estado de México, México.: Pretince Hall; 2000.

3. Mano, Morris M. Arquitectura de Computadoras. Ed. Prentice Hall .

4. García, María Isabel, RMC, Cordova Cabeza, María. Estructura de Computadores Problemas y soluciones. Distrito Federal, Mexico.: Alfaomega; 2000.

5. Miles, J. Mordocca VPH. Principios de arquitectura de computadoras. Buenos Aires, Rep. Argentina.: Pretince Hall; 2002.

6. Stallings, W. Organización y Arquitectura de Computadoras. 4ta Edición ed. Madrid, España.: Editorial Prentice Hall; 1997.


Práctica 2

SOFTWARE DE DIAGNOSTICO

Observaciones: Esta práctica incluye a la Práctica # 2 del temario de Arquitectura de computadoras que dice “Manejar software de diagnóstico y utilizar simuladores para identificar las diferencias de un CPU, de acuerdo al número de bits del bus de datos que integren”.

1.- OBJETIVO

Que el alumno aprenda a manejar software de diagnóstico y a utilizar simuladores para identificar las diferencias de un CPU, de acuerdo al número de bits del bus de datos que integren.

2.- MARCO TEÓRICO

Un software de diagnóstico es aquel que nos permitirá acceder a una cantidad importante de información para equipos PC y debería contar con las siguientes características:

Soporte para multiprocesador - Diagnósticos de procesadores con tecnología 3D Now! -Detección de

dispositivos PCI.

Debería mostrar información detallada sobre nuestro equipo:

CPU, FPU y RAM (que soporte SIMM, DIMM, SDRAM, DDR y RIMM)

Placa de video

Puertos COM y LPT

Disqueteras

Discos duros

CD-ROM

Unidades ATAPI (Zip, Jaz, etc.)

También una gran variedad de diagnósticos que nos permitirán identificar el componente que falla:

1. Tests de CPU: Core, FPU (co-procesador matemático) y extensiones multimedia (MMX)

2. Tests de MotherBoard: Controlador DMA, Timers, Controlador de Teclado e Interrupciones, Test

de BUS PCI y CMOS RAM.

3. Tests de Memoria RAM: Memoria Convencional, Extendida y Cache L2.

4. Tests de puertos serie y paralelo: Tests internos, de handshake y loopback (plug requerido)

5. Tests de Placas de video y monitor: Generador de caracteres, memoria, modos de video, etc.

6. Tests de CDROM y DVD: Velocidad de transferencia, velocidad de búsqueda aleatoria, test de

audio y de lectura de datos.

7. Tests de disketeras: Tests de lectura y escritura (linear y aleatoria), test de protección de

escritura, etc.


8. Tests de Discos Rígidos: Tests mecánicos, de velocidad, de lectura/escritura y formateo a bajo

nivel.

9. Tests de unidades ATAPI (Zip, Jaz): Tests de lectura/escritura, etc.

10. Tests de Teclado: Tests de teclas, de repetición, LEDs y controlador.

11. Tests de Mouse: Tests de movimiento y botones en modo texto y modo gráfico.

12. Tests de Joystick y Turbo-Switch: Tests de botones, movimientos y repetición de disparo.

13. Tests de Placas de sonido y USB.

14. Tests de Modems e Impresoras.

15. Herramientas de diagnóstico para unidades SCSI.

Muy importante también es tener ejecución de Burn-in tests:

Los burn-in tests son aquellas pruebas que se le efectúan a una PC luego de ser armada o reparada.

Los tests más comunes duran 12, 24 o 48 horas continuas.

Lo ideal para asegurarse que el equipo que acabamos de armar o reparar no falle luego de ser entregado

al cliente.

EJEMPLOS DE SOFTWARE DE DIAGNOSTICO

AIDA 32

Aida32 muestra información detallada acerca del hardware que está instalado en un PC.

Aida32 sirve para conocer qué componentes tiene un PC en el interior sin tener que abrirlo y ver los

componentes físicamente. Tan sencillo como descargar AIDA32 en el PC y ejecutarlo para obtener

la información acerca de los componentes del PC.

Aida32 no se limita a mostrar información del hardware, sino que además muestra la web oficial de

la marca de los componentes hardware y también un link hacia la página de drivers para actualizar

los componentes hardware.

http://3.bp.blogspot.com/_X6yIt46HLU4/TKDQuOmsODI/AAAAAAAAAYg/e2_1rUrIedw/s1600/firefox.jpg


Everest Ultiate Edition 5.50.2100.0 [Portable]

Everest Home Edition es una completísima herramienta que, en unos pocos segundos, realiza un

extenso y detallado análisis de tu PC, mostrando prácticamente todos los aspectos del sistema

referentes a hardware, software, configuración de red y más.

En cuanto lo ejecutemos tendremos a la vista toda la información disponible a través de una sencilla

interfaz y mediante una clara estructura de árbol. En ésta se clasifican los distintos elementos

analizados por Everest, y no sólo muestra información sobre los elementos del PC sino que además,

si es posible, facilita enlaces a la web del fabricante para mayor información y/o descarga de

controladores.

La información aparece convenientemente ordenada en tu pantalla, pero el programa también te

permite crear completos informes con los datos que quieras, en formato HTML o TXT, especificando

los detalles que quieras incluir en el mismo. Estos informes se pueden guardar en un archivo,

imprimir o enviar por correo electrónico.

http://2.bp.blogspot.com/_X6yIt46HLU4/TKDRHjAOA8I/AAAAAAAAAYk/DT1Z1Zc8-Ks/s1600/Aida32.PNG

http://1.bp.blogspot.com/_X6yIt46HLU4/TKJLFebH-TI/AAAAAAAAAY0/AXJPww3O7I0/s1600/SiSoftwareSandraPro_wm.jpg


Everest te permite obtener detalles sobre el procesador, placa base, memoria, sistema operativo,

procesos activos, DLL en uso, servicios en ejecución, carpetas compartidas y usuarios,

configuración de audio y vídeo, configuración de red local e Internet, software instalado, elementos

de hardware instalados y mucho, mucho más.

Nota sobre Everest:

Everest Home Edition es el nuevo nombre de AIDA32.

Este programa ha dejado de desarrollarse.

Para utilizar Everest necesitas:

Sistema operativo: Me/2000/NT/XP/Vista

Sandra 2010.1.16.11 [portable]

Sandra Standard es una de las mejores aplicaciones existentes para conocer toda la información

referente al sistema y para realizar todo tipo de diagnósticos para Windows.

http://3.bp.blogspot.com/_X6yIt46HLU4/TKJNPH5vk4I/AAAAAAAAAY4/mlhho3cKMb0/s1600/everest.PNG

http://1.bp.blogspot.com/_X6yIt46HLU4/TKFGWpfPoSI/AAAAAAAAAYo/QmTuwn5N4h4/s1600/sandra.PNG


El programa incluye 58 módulos de información que ofrece todos los datos relativos a la CPU, BIOS,

unidades de disco, puertos USB, teclado, tarjeta de sonido y capturadora, impresora y un largo

etcétera.

Además, desde el programa podrás hacer un control sobre el uso de la CPU y la memoria RAM

disponible y comparativas de velocidad en el sistema.

Sandra Standard incluye también varias herramientas para testear el rendimiento del PC (CD/DVD,

memoria, micro...) y un asistente para crear informes sobre los resultados obtenidos que podrás

exportar en diferentes formatos.


Sistema Operativo

Internet

Software de Diagnostico (a elección del docente)


El alumno instalará un software de diagnóstico y monitoreo

Analizara el estado y funcionamiento de su sistema de cómputo.

Distinguir la estructura de registros.

Interpretar el ciclo de instrucciones

5. RESULTADOS

El alumno analizara el estado de su sistema de cómputo y realizara un reporte de su análisis.

6. CONCLUSIONES El alumno aprende a manejar software de diagnóstico y a utilizar simuladores para identificar las diferencias de un CPU, de acuerdo al número de bits del bus de datos que integren.

7.- BIBLIOGRAFÍA

.

1. Barry, B. brey. Microprocesadores Intel. Pearson 7ª Edición 2006

2. Martínez, Jaime Garza JAOR. Organización y arquitectura de computadoras. Estado de México, México.: Pretince Hall; 2000.

3. Mano, Morris M. Arquitectura de Computadoras. Ed. Prentice Hall.

4. García, María Isabel, RMC, Cordova Cabeza, María. Estructura de Computadores Problemas y soluciones. Distrito Federal, México.: Alfaomega; 2000.



7. Tanenbaum, AS. Organizacion de computadoras un enfoque estructurado. . Estado de México, México.2000.


Práctica 3

ELEMENTOS DE UNA COMPUTADORA

Observaciones: Esta práctica incluye a la Práctica # 3 del temario de Arquitectura de computadoras que dice “Desarmar e identificar los elementos de una computadora personal, como componentes y subsistemas”.

1.- OBJETIVO

Que el alumno aprenda a desarmar e identificar los elementos de una computadora personal, como componentes y subsistemas.

2.- MARCO TEÓRICO

Estas imágenes muestran los elementos básicos que contienen las computadoras, los cuales son los siguientes:

El software: es la parte lógica del computador, comprende el conjunto de componentes lógicos para

poder hacer posible una tarea. Se dice que es la parte blanda del computador y que es intangible, se

puede ver pero no tocar.

Está compuesto de programas operativos y de aplicación.

http://2.bp.blogspot.com/_TR0iSpwFKbQ/SQJ_alSPD6I/AAAAAAAAAMs/6V6eKO4exrY/s1600-h/AFVLTEICAR9UII8CAAS4ILQCAXLBICMCAX9R1Q3CA1X0OBECA53GEJPCA0DPL1NCAB8H0Y9CAGV5R3ACAJSMLE5CAKVALX5CA0Q71MYCA8LCPL1CAOSR9LSCAQ8NT1MCARZOJN1CA0UU3Z4.jpg


El hardware: es la parte física del computador, comprende todo los periféricos físicos los cuales son

tangibles, es decir, se pueden ver y tocar.

Está compuesto por (Periféricos de entrada, almacenamiento, salida, mixtos y la unidad central del

sistema cómputo). Los periféricos:

Se denominan periféricos tanto a las unidades o dispositivos a través de los cuales la computadora

se comunica con el mundo exterior, como a los sistemas que almacenan o archivan la información,

sirviendo de memoria auxiliar de la memoria principal.

Periféricos de entrada (E):

Son los que permiten al usuario ingresar información desde el exterior. Entre ellos podemos

encontrar: teclado, mouse o ratón, escáner, SAI (Sistema de Alimentación Ininterrumpida),

micrófono, cámara web, lectores óptico de código de barras, Joystick, cámara fotográfica, etc.

Periféricos de salida (S):

Son los que muestran al usuario el resultado de las operaciones realizadas por el PC. En este grupo

podemos encontrar: monitor, impresora, altavoces, etc.

Periféricos mixtos (E/S):

Son los dispositivos que pueden aportar simultáneamente información exterior al PC y al usuario. Así

encontramos como dispositivos/periféricos/unidades de Entrada/Salida, las tarjetas de red, los

módems, las unidades de almacenamiento (discos duros, disquetes, floppy, discos ZIP) o las

http://1.bp.blogspot.com/_TR0iSpwFKbQ/SQJ6nToT4zI/AAAAAAAAAMM/QTjVP8o5Vks/s1600-h/HARDWARE1.jpg


memorias, (USB, flash, etc.)Otro dispositivo que se considera mixto son las pantallas táctiles, ya que

estas actúan como dispositivo de entrada y salida al mismo tiempo.

Periféricos de almacenamiento (A):

Se encargan de guardar o salvar los datos de los que hace uso la CPU para que ésta pueda hacer

uso de ellos una vez que han sido eliminados de la memoria principal, ya que ésta se borra cada vez

que se apaga la computadora. Pueden ser internos, como un disco duro, o extraíbles, como un CD.

Los más comunes son: Disco duro, Grabadora y/o lector de CD Grabadora y/o lector de DVD,

Memoria Flash, Cintas magnéticas, Tarjetas perforadas, Memoria portátil, Disquete.

Periféricos de comunicación:

Su función es permitir o facilitar la interacción entre dos o más computadoras, o entre una

computadora y otro periférico externo a la computadora. Entre ellos se encuentran los siguientes:

Fax-Módem, Tarjeta de red, Tarjeta Bluetooth y Puerto USB.

Unidad central del sistema cómputo:

Es el conjunto de circuitos que gobiernan el funcionamiento de toda la computadora y el lugar donde se realizan las operaciones sobre los datos a procesar. Contiene a su vez elementos como: -Chasis (Case o gabinete) -Fuente de poder -Tarjeta madre -Microprocesador o CPU -Entre Otros El Chasis: Es una caja horizontal el cual tiene los componentes internos de la computadora. La Fuente de poder: Se encargan de suministrar el voltaje de trabajo a los diferentes dispositivos de la unidad. Cuenta con conectores destinados a la tarjeta principal, a las unidades de disco duro y flexible y a la unidad de CD ROM, entre otras. Como tanto el microprocesador como todos los circuitos que forman los dispositivos se alimentan de cantidades muy pequeñas de energía necesitan de una fuente que les suministre y regule la cantidad necesaria. Tarjeta madre: Es la parte principal de la unidad del sistema, por cuanto en ella se encuentra el microprocesador

http://3.bp.blogspot.com/_TR0iSpwFKbQ/SQJ-wYcls2I/AAAAAAAAAMk/g-kNjQyEsrU/s1600-h/images.jpg


que es donde se procesa la información. A ella se conectan otras tarjetas para interfaces de periféricos y soportes de comunicación, así como también dispositivos de almacenamiento de datos.

La unidad central de procesamiento (CPU):

Es la encargada de administrar y realizar todos los procesos que sean solicitados por el Sistema

Operativo. Para realizar esta labor la unidad central de procesamiento se divide en dos partes. Esta

unidad cuenta con los siguientes dispositivos:

La unidad de Control:

Es la encargada de coordinar las actividades del computador, determina que tarea o acción debe ser

realiza con mayor o menor prioridad, además controla la evolución de cada tarea y administra los

recursos, tanto de memoria como de procesador.

La unidad Aritmético-Lógica:

Es la encargada de realizar operaciones aritmético lógicas, tales como sumar, restar, multiplicar,

dividir, entre otras, además de comparaciones lógicas, tales como, mayor que o menor que.

Registros:

Los registros del procesador se emplean para controlar instrucciones en ejecución, manejar

direccionamiento de memoria y proporcionar capacidad aritmética. Los registros son espacios físicos

dentro del microprocesador con capacidad de 4 bits hasta 64 bits dependiendo del microprocesador

que se emplee.

Buses internos:

Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito

impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se

comuniquen entre sí. El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la

comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo

canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos".

La Memoria:

Es la capacidad de almacenar información, la cual se realiza en bancos separados de la UCP. Su

unidad de almacenamiento es el BYTE que es la capacidad de almacenar un carácter: una letra,

número o cualquier símbolo como #,$, &, etc.

Memoria Central o Interna2. Memoria Auxiliar Externa Ahora una explicación de estos tipos:

La memoria central o interna del computador se utiliza para almacenar información que está siendo

utilizada para realizar cálculos o tareas, la información permanece en memoria, de esta forma la

unidad central de proceso tiene la información accesible en forma más rápida, con lo que se logra un


mayor nivel de eficiencia en la utilización del procesador. La memoria central o interna consta de dos

áreas de memoria.

La memoria RAM (Randon Access Memory):

Recibe el nombre de memoria principal o memoria del usuario, en ella se almacena información solo

mientras el computador esta encendido (Memoria Temporal). Al momento de apagar el computador

esta información se pierde, para que al momento de volver a encender el computador se encuentre

disponible para ser administrada por la unidad de control.

La memoria ROM (Read Only Memory):

Es una memoria estática que no puede cambiar, el procesador puede leer los datos almacenados en

la memoria ROM, pero no se pueden introducir datos libremente en ella, los datos que se encuentran

en esta memoria definen el funcionamiento del procesador, memoria disponible, periféricos

disponibles y entrega la lista todos los recursos disponibles al sistema operativo.


Sistema Operativo

Internet


Realizar equipos de tres personas

Desarmar un CPU (quitar cada uno de sus componentes y visualizando bien su ubicación)

Identificar cada uno de los elementos del CPU con respeto a la teoría.

Armar el CPU instalando cada uno de sus elementos

Identificar fallas y aplicaciones de los componentes de un equipo de cómputo.

5. RESULTADOS

El alumno deberá entregar un reporte de la práctica realizada sobre la identificación de elementos en una computadora personal. 6. CONCLUSIONES

El alumno aprendera a desarmar e identificar los elementos de una computadora personal, como componentes y subsistemas.

7.- BIBLIOGRAFÍA

1. Barry, B. brey. Microprocesadores Intel. Pearson 7ª Edición 2006


2. Abel P. Lenguaje Ensamblador y programación para PC IBM y compatibles. Estado de

México, México. : Prentice Hall; 1996.



5. García, María Isabel, RMC, Cordova Cabeza, María. Estructura de Computadores Problemas y soluciones. Distrito Federal, México.: Alfaomega; 2000.





Práctica 4

FUNCIONAMIENTO DE UNA COMPUTADORA Observaciones: Esta práctica incluye a la Práctica # 4 del temario de

Arquitectura de computadoras que dice “Ensamblar, probar y configurar el funcionamiento de una computadora”.

1.- OBJETIVO

Que el alumno aprenda a ensamblar, probar y configurar el funcionamiento de una computadora.

2.- MARCO TEÓRICO

Una computadora procesa o elabora los datos que se le suministran, puede por ejemplo realizar el promedio de unos datos introducidos previamente, realizar una gráfica con esos datos o suministrar un listado ordenado de mayor a menor de dichos datos.

Para realizar estos procesos, la computadora debe disponer de recursos para almacenar la información mientras ésta es elaborada, al recurso que realiza esa función se le denomina memoria.

A los dispositivos que permiten la introducción de datos u ofrecer información ya elaborada a los usuarios, reciben el nombre de periféricos.

Esquemáticamente una computadora se compone de: 1. Unidad de Entrada: Permiten la introducción de información en la computadora, existen dos

tipos de dispositivos, aquellos que convierten los datos en un formato capaz de ser interpretado por la computadora como el teclado y los que permiten su entrada directa como el escáner, lectores de tarjetas o códigos de barras o la pantalla táctil.

2. Unidad de Almacenamiento o Memoria: Dispositivos donde se almacenan los datos y los programas para procesarlos. Existen dos tipos: Memoria Principal, constituida por circuitos integrados y que a su vez se subdivide en RAM y ROM; y la Memoria Secundaria, donde se almacenan otros datos que no tienen cabida en la principal, la constituyen los Discos duros (HD), CD-ROM, disquetes (FD), Unidades de cinta,..

3. Unidad Aritmético/Lógica: Es la parte encargada de procesar los datos, se conoce también como ALU (Arithmetic-Logic Unit). Las operaciones que realiza son de tipo aritmético: suma, resta, multiplicación y división; y de tipo lógico: igual, mayor que o menor que.

4. Unidad de Control: Dirige la ejecución del programa y controla tanto el movimiento entre memoria y ALU, como las señales que circulan entre la CPU y los Periféricos.

5. Unidad de Salida: Presentan al usuario los datos ya elaborados que se encuentran en la memoria de la computadora, los más habituales son la pantalla y la impresora.

6. La Unidad de Control, la Unidad Aritmético/Lógica y la Memoria Principal forman la Unidad Central de Procesos (CPU), es decir la computadora.

Las Unidades de Entrada y de Salida son los denominados Periféricos.


La computadora no solo es una máquina que realiza procesos para dar resultados, sin saber internamente que es lo que hace. Con la computadora también podemos diseñar soluciones a la medida, de problemas específicos que se nos presenten. Más aún, si estos involucran operaciones matemáticas complejas y/o repetitivas, o requieren del manejo de un volumen muy grande de datos.

Es por esto que el diseño de soluciones a la medida de nuestros problemas, requiere como en otras

disciplinas una metodología que nos enseñe de manera gradual, la forma de llegar a estas

soluciones.

A las soluciones creadas por computadora se les conoce como programas o software y no son más

que una serie de operaciones que realiza la computadora para llegar a un resultado.

Para poder realizar programas, además de conocer la metodología mencionada, también debemos

de conocer, de manera específica las funciones que pueden realizar la computadora y las formas en

que se pueden manejar los elementos que hay en la misma.

Computadora: Es un dispositivo electrónico utilizado para procesar información y obtener resultados.

Los datos y la información se pueden introducir en la computadora como entrada (input) y a

continuación se procesan para producir una salida (output).

Proceso de información en la computadora



Equipo de computo

Desarmadores

Internet


Formar equipos de tres personas.

Identificar cada una de sus partes de CPU.

Ubicar donde va la fuente de poder y colocarla en su lugar como se visualiza en las siguientes figuras:

http://1.bp.blogspot.com/-YuLVYC6OYMk/TdqY7QhBrgI/AAAAAAAAAAY/SnTIaFPCaX0/s1600/ciclo+basico.jpg


Ubicar la tarjeta madre y colocar el microprocesador


Colocar la memoria RAM en la tarjeta madre en su correspondiente posición.

Colocar el ventilador y conectarlo a la tarjeta


Colocar la tarjeta dentro del gabinete del CPU y atornillarla


Colocar el disco duro, y las unidades de cd en su ubicación correspondiente

Conectar los cables de los componentes a la tarjeta y colocar la tapa del gabinete.

finalmente colocar el cable de corriente del CPU a la corriente eléctrica, colocar el cable VGA, para visualizar si se colocaron bien los elementos del CPU y que su funcionamiento sea el correcto.

5. RESULTADOS

En equipos (el docente indicara la cantidad con respecto al número de alumnos por materia), los alumnos abrirán el CPU para checar sus componentes, y así mismo ensamblar las partes de una computadora. Y posteriormente realizaran un manual con el procedimiento de la práctica de ensamblado de la computadora. 6. CONCLUSIONES

EL alumno aprende a ensamblar, probar y configurar el funcionamiento de una computadora.


7.- BIBLIOGRAFÍA

1. Barry, B. brey. Microprocesadores intel. Pearson 7ª Edición 2006









Práctica 5

COMPUTACIÓN PARALELA

Observaciones: Esta práctica incluye a la Práctica # 5 del temario de Arquitectura de computadoras que dice “Analizar y realizar casos de estudio sobre computación paralela”.

1.- OBJETIVO

El alumno analizara y realizara casos de estudios sobre computación paralela.

2.- MARCO TEÓRICO

La computación paralela es una forma de cómputo en la que muchas instrucciones se ejecutan simultáneamente, operando sobre el principio de que problemas grandes, a menudo se pueden dividir en unos más pequeños, que luego son resueltos simultáneamente (en paralelo). Hay varias formas diferentes de computación paralela: paralelismo a nivel de bit, paralelismo a nivel de instrucción, paralelismo de datos y paralelismo de tareas. El paralelismo se ha empleado durante muchos años, sobre todo en la computación de altas prestaciones, pero el interés en ella ha crecido últimamente debido a las limitaciones físicas que impiden el aumento de la frecuencia. Como el consumo de energía —y por consiguiente la generación de calor— de las computadoras constituye una preocupación en los últimos años, la computación en paralelo se ha convertido en el paradigma dominante en la arquitectura de computadores, principalmente en forma de procesadores multinúcleo. Las computadoras paralelas pueden clasificarse según el nivel de paralelismo que admite su hardware: equipos con procesadores multinúcleo y multi-procesador que tienen múltiples elementos de procesamiento dentro de una sola máquina y los clústeres, MPPS y grids que utilizan varios equipos para trabajar en la misma tarea. Muchas veces, para acelerar la tareas específicas, se utilizan arquitecturas especializadas de computación en paralelo junto a procesadores tradicionales. Los programas informáticos paralelos son más difíciles de escribir que los secuenciales, porque la concurrencia introduce nuevos tipos de errores de software, siendo las condiciones de carrera los más comunes. La comunicación y sincronización entre diferentes subtareas son algunos de los mayores obstáculos para obtener un buen rendimiento del programa paralelo. La máxima aceleración posible de un programa como resultado de la paralelización se conoce como la ley de Amdahl.

http://es.wikipedia.org/wiki/Instrucci%C3%B3n_(inform%C3%A1tica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Paralelismo_de_datos

http://es.wikipedia.org/wiki/Paralelismo_de_tareas

http://es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura_de_computadores

http://es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura_de_computadores

http://es.wikipedia.org/wiki/Microprocesador

http://es.wikipedia.org/wiki/Hardware

http://es.wikipedia.org/wiki/Multin%C3%BAcleo

http://es.wikipedia.org/wiki/Multiprocesamiento_sim%C3%A9trico

http://es.wikipedia.org/wiki/Cl%C3%BAster_(inform%C3%A1tica)

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Procesador_Paralelo_Masivo&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Computaci%C3%B3n_grid

http://es.wikipedia.org/wiki/Algoritmo_paralelo

http://es.wikipedia.org/wiki/Error_de_software

http://es.wikipedia.org/wiki/Condici%C3%B3n_de_carrera

http://es.wikipedia.org/wiki/Sincronizaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Amdahl


¿Qué ES CUDA?

CUDA es una plataforma de computación paralela y un modelo de programación inventado por NVIDIA. Permite aumentos impresionantes en el rendimiento de la computación al aprovechar la potencia de la unidad de procesamiento de gráficos (GPU).

Con millones de GPU aptas para CUDA vendidas hasta la fecha, los desarrolladores de software, científicos e investigadores cada vez encuentran usos más amplios para la computación de la GPU con CUDA. Aquí hay algunos ejemplos:

Identificar la placa oculta en las arterias: Los infartos son la principal causa de muerte en todo el mundo. Harvard Engineering, Harvard Medical School y Brigham & Women's Hospital se han unido para usar las GPU para simular el flujo sanguíneo e identificar la placa arterial oculta sin las técnicas invasivas de diagnóstico por imágenes o la cirugía exploratoria.

Analizar el flujo del tráfico aéreo: El National Airspace System administra la coordinación del flujo del tráfico aéreo en todo el país. Los modelos de computación ayudan a identificar nuevas formas de mejorar la congestión y mantener el movimiento del tráfico aéreo eficiente. Usando la potencia computacional de las GPU, un equipo de la NASA obtuvo un enorme aumento en el rendimiento y redujo el tiempo del análisis de diez minutos a tres segundos.

Visualizar moléculas: Una simulación molecular llamada NAMD (dinámica molecular a nanoescala) obtiene un gran aumento en el rendimiento con las GPU. La aceleración es resultado de la arquitectura paralela de las GPU, que les permite a los desarrolladores de NAMD llevar a la GPU partes de la aplicación con uso intensivo de la computación usando el kit de herramientas CUDA.


Sistema Operativo

Internet


Investigar una plataforma de computación paralela y analizarla.

Formar equipos

Por equipos realizar un caso de estudio sobre computación paralela.

Exponer su caso de estudio por equipo


Redactar un ensayo de lo aprendido con las exposiciones.

5. RESULTADOS

El alumno analizara y realizara casos de estudios sobre computación paralela y redactara un ensayo sobre lo aprendido. 6. CONCLUSIONES El alumno analiza y realiza casos de estudios sobre computación paralela Y redacta un ensayo sobre lo aprendido.

7.- BIBLIOGRAFÍA

1. Barry, B. brey. Microprocesadores intel. Pearson 7ª Edición 2006









8.- LISTA DE MATERIAL, EQUIPO O REACTIVO A UTILIZAR

FOLIO NOMBRE DEL MATERIAL, EQUIPO O REACTIVO CANT. UNIDAD

1 SISTEMA OPERATIVO WINDOWS 25

2 INTERNET 25

3 PROCESADOR DE TEXTOS 25

4 SOFTWARE DE DIAGNÓSTICO 25

9.- LISTA DE BIBLIOGRAFÍA REQUERIDA

FOLIO BIBLIOGRAFIA CANT

1 Barry, B. brey. Microprocesadores intel. Pearson 7ª Edición 2006

1

2 Abel P. Lenguaje Ensamblador y programación para PC IBM y compatibles. Estado de México, México. : Prentice Hall; 1996.

1

3

Martínez, Jaime Garza JAOR. Organización y arquitectura de computadoras. Estado de México, México.: Pretince Hall; 2000.

1

4 Mano, Morris M. Arquitectura de Computadoras. Ed. Prentice Hall 1

5

García, María Isabel, RMC, Cordova Cabeza, María. Estructura de Computadores Problemas y soluciones. Distrito Federal, Mexico.: Alfaomega; 2000.

1

6 Miles, J. Mordocca VPH. Principios de arquitectura de computadoras. Buenos Aires, Rep. Argentina.: Pretince Hall; 2002.

1

7

Stallings, W. Organización y Arquitectura de Computadoras. 4ta Edición ed. Madrid, España.: Editorial Prentice Hall; 1997.

1

8

Tanenbaum, AS. Organizacion de computadoras un enfoque estructurado. . Estado de México, México.2000.

1


10.- CONTROL DE CAMBIOS DEL MANUAL DE PRÁCTICAS

DATOS GENERALES

FECHA DE ACTUALIZACION

ELABORÓ Y/O ACTUALIZÓ

DESCRIPCIÓN DE LA ACTUALIZACIÓN

28/01/2011 LIC. ANGÉLICA

VIVAS CASIQUE

SE CORRIGIÓ EL NOMBRE DE LA PRÁCTICA # 1 YA QUE EL NOMBRE ERA ERRÓNEO. ASÍ COMO SE COLOCARON LOS NOMBRES DE LOS SUBTEMAS CORRESPONDIENTES.

SE ACTUALIZÓ LA BIBLIOGRAFÍA Y SE ANOTARON LAS OBSERVACIONES PERTINENTES, PARA TENER CONSISTENCIA DE LAS PRÁCTICAS QUE MARCA EL TEMARIO Y LAS DEL MANUAL DE PRÁCTICAS.

SE INCRUSTO LA BITÁCORA DE LABORATORIO CORRESPONDIENTE

13/08/2014

M.C. MARIA PETRA PAREDES XOCHIHUA

SE CORRIGEN TERMINOS Y ERRRORES ORTOGRAFICOS, AL IGUAL QUE DESRIPCION DE LA PRACTICA 5 YA QUE LA ASIGNATURA QUE INDICABA NO ERA LA CORRECTA.

SE CORRIGE REDACCIÓN DE PRACTICAS.

practica arqutectura de computadoras

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