Abstracciones y Tecnología

1. Relevancia

1.1. Computadores en autmóviles

1.1.1. Reducción de contaminación

1.2. Teléfonos móviles

1.3. Proyecto del Genoma Humano

1.3.1. Posibilidad de calcular nuestro genoma

1.4. World Wide Web

1.5. Motores de búsqueda

1.5.1. Búsqueda de información relevante

2. Clase de computadores según su finalidad

2.1. Computadores de Escritorio

2.1.1. Buen rendimeinto a bajo precio

2.1.2. Incorpora teclado, ratón y monitor

2.2. Servidores

2.2.1. Ejecución de grandes programas para múltiples usuarios de forma simultánea

2.2.2. Versión moderna de mainframes, minicomputers y supercomputers

2.3. Supercomputadoras

2.3.1. Computadoras de mayor rendimiento y costo

2.3.2. Presentan terabytes de memoria y petabytes de almacenamiento

2.4. Datacenters

2.4.1. Habitación que proporciona refrigeración a un conjunto de servidores

2.5. Computadoras empotradas

2.5.1. Se encuentran en coches, celulares, videoconsolas, aviones,etc

2.5.2. Baja tolerancia a fallos

3. Rendimiento de un programa

3.1. Depende de

3.1.1. Efectividad del algoritmo

3.1.2. Software del sistema

3.1.3. Efectividad del computador

3.2. En componentes de hardware o software

3.2.1. Algoritmo

3.2.1.1. Determina el número de secuencias

3.2.2. Compilador

3.2.2.1. Determina el número de instrucciones

3.2.3. Procesador

3.2.3.1. Determina la rapidez de ejecución de las instrucciones

3.2.4. Sistema de E/S

3.2.4.1. Determina rapidez de las operaciones de E/S

4. Objetivos

4.1. Rendimiento de programas

4.2. Implementación de Software

4.3. Programa traducido a lenguaje de máquina

4.4. Conceptos básicos de computadores

5. Rendimiento

5.1. Mide el tiempo de respuesta y el throughput

5.2. Relación entre rendimiento y tiempo de ejecución

5.2.1. Rendimiento=1/Tº Ejecución

5.2.2. (Rendimientox/Rendimientoy)=(Tº EjecuciónY/Tº EjecucionX)=n

5.2.3. Rendimientox/Rendimientoy=T Ejecucion x/T Ejecucion y=n

5.3. Medición del rendimiento

5.3.1. Ciclos de reloj, que marcan eventos del hardware

5.3.2. Periodo de reloj, es el tiempo de un ciclo de reloj

5.3.3. Frecuencia de reloj, es la inversa del periodo de reloj

5.4. Rendimiento de la CPU

5.4.1. Tº CPU=Nº CiclosPrograma x Duración de un ciclo

5.4.2. Tº CPU=Nº CiclosPrograma/Frecuencia Reloj

5.4.3. Fórmula clásica

5.4.3.1. Tº de CPU=Nº instrucciones x CPI x Periodo de reloj

5.4.3.2. Tº de CPU=(Nº instrucciones x CPI) /Frecuencia de Reloj

5.5. CPI o Ciclos Por Instrucción

5.5.1. Permite comparar dos implementaciones distintas del mismo ISA

5.5.2. Ciclos de CPU=Nº Instrucciones x Nº medio de ciclos por instrucción

5.6. Unidades de Medida

5.6.1. Tiempo de CPU para un programa se mide en segundos para el programa

5.6.2. Recuento de instrucciones, ejecutadas en un programa

5.6.3. CPI se mide en número medio de ciclos por instrucción

5.6.4. Ciclos de reloj, se mide en segundos por ciclo de reloj

5.7. Componentes que afectan el rendimiento

5.7.1. Recuento de instrucciones y CPI

5.7.1.1. Algoritmo

5.7.1.2. Lenguaje de Programación

5.7.1.3. Compilador

5.7.2. Recuento de instrucciones, frecuencia de reloj y CPI

5.7.2.1. ISA

6. Software de sistema

6.1. Sistema Operativo

6.1.1. Presenta operaciones de E/S

6.1.2. Asignación de almacenamiento

6.1.3. Ejemplos: Linux, MacOS, Windows, etc

6.2. Compiladores

6.2.1. Traducir del lenguaje de alto nivel al lenguaje de máquina

6.2.1.1. Se usa las letras on y off representadas por 0 y 1 respectivamente.

6.2.1.2. El lenguaje del compuatador son números en base 2

6.2.1.3. El lenguaje ensamblador realiza la traducción de una notación simbólica a binario

6.2.1.4. Tiene beneficios

6.2.1.4.1. Pensar en un lenguaje más natural

6.2.1.4.2. Incrementar la productividad del programador

6.2.1.4.3. Programas independientes del computador

7. Componentes de un ordenador

7.1. Funciones básicas del hardware

7.1.1. Entrada de datos

7.1.2. Salida de datos

7.1.3. Procesamiento de datos

7.1.4. Almacenamiento de datos

7.2. Componentes

7.2.1. Entrada

7.2.2. Salida

7.2.3. Ruta de datos

7.2.4. Procesador de datos

7.2.5. Memoria

8. Contenido de un computador

8.1. La placa base contiene

8.1.1. Conexión con dispositivos de E/S

8.1.2. Memoria

8.1.3. Procesador

8.2. Memoria

8.2.1. Programas + datos

8.3. CPU contiene

8.3.1. Ruta de datos

8.3.2. Ruta de control

8.4. Memoria caché

8.4.1. Actúa como un buffer de la memoria DRAM

9. Almacenamiento de información

9.1. Memoria Princiapl

9.2. Memoria Secundaria

9.2.1. Discos magnéticos

9.2.2. Discos ópticos

9.2.3. Memoria Flash

10. Interfaz Hardware-software

10.1. ISA (Instruction Set Architecture) o arquitectura del computador, es la interacción entre el hardware y el software

10.2. El SO encapsula los detalles de E/S.

10.3. Se basa en el principio de abstracción

11. Evolución de los dispositivos de cálculo

11.1. Inicios - válvulas

11.1.1. 1941, construcción del ENIAC

11.2. 2da Generación

11.2.1. 1947, invención del transistor

11.3. 3ra Generación

11.3.1. 1964, circuito integrado

11.4. 4ta Generación

11.4.1. Década de los 70, primer microprocesador

11.4.2. Ordenador personal

11.5. Redes de computadores