Tabla de comparación de las Arquitecturas

Comparación de tipos de Arquitecturas
Arquitectura	Definición	Ventajas	Desventajas
Arquitectura de von Neumann	Tradicionalmente los sistemas con microprocesadores se basan en esta arquitectura, en la cual la unidad central de proceso (CPU), está conectada a una memoria principal única (casi siempre sólo RAM) donde se guardan las instrucciones del programa y los datos	*La mayoría de las computadoras todavía utilizan la arquitectura Von Neumann, propuesta a principios de los años 40 por John Von Neumann. *La arquitectura Von Neumann describe a la computadora con 4 secciones principales: la unidad lógica y aritmética (ALU), la unidad de control, la memoria, y los dispositivos de entrada y salida (E/S).	*La limitación de la longitud de las instrucciones por el bus de datos, que hace que el microprocesador tenga que realizar varios accesos a memoria para buscar instrucciones complejas. *La limitación de la velocidad de operación a causa del bus único para datos e instrucciones que no deja acceder simultáneamente a unos y otras, lo cual impide superponer ambos tiempos de acceso
Arquitectura Harvard	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.	*El tamaño de las instrucciones no está relacionado con el de los datos, y por lo tanto puede ser optimizado para que cualquier instrucción ocupe una sola posición de memoria de programa, logrando así mayor velocidad y menor longitud de programa. *El tiempo de acceso a las instrucciones puede superponerse con el de los datos, logrando una mayor velocidad en cada operación.	*Una pequeña desventaja de los procesadores con esta arquitectura es que deben poseer instrucciones especiales para acceder a tablas de valores constantes que pueda ser necesario incluir los programas, ya que estas tablas se encontraran físicamente en la memoria de programa.
Arquitectura RISC	En la arquitectura computacional, RISC (del inglés reduced instruction set computer) es un tipo de microprocesador con las siguientes características fundamentales:           Instrucciones de tamaños fijos y presentados en un reducido número de formatos.           Sólo las instrucciones de carga y almacenamiento acceden a la memoria de datos.	*La CPU trabaja más rápido al utilizar menos ciclos de reloj para ejecutar instrucciones.            *Utiliza un sistema de direcciones no destructivas en RAM. Eso significa que a diferencia de CISC, RISC conserva después de realizar sus operaciones en memoria los dos operando y su resultado, reduciendo la ejecución de nuevas operaciones          *Cada instrucción puede ser ejecutada en un solo ciclo del CPU	*Los microprocesadores CISC son considerados ser más fáciles para trabajar para los programadores, pero son más costosos de desarrollar.
Arquitectura CISC	En la arquitectura computacional, CISC (complex instruction set computer) es un modelo de arquitectura de computadora. Los microprocesadores CISC tienen un conjunto de instrucciones que se caracteriza por ser muy amplio y permitir operaciones complejas entre operando situados en la memoria o en los registros internos, en contraposición a la arquitectura RISC.	*Reduce la dificultad de crear compiladores.                    *Permite reducir el costo total del sistema.                  *Reduce los costos de creación de software.      *Mejora la compactación de código.          *Facilita la depuración de errores.	*Las instrucciones de longitud variable reducen el rendimiento del sistema. *Inclusión de instrucciones que raramente se usan. *La complejidad del conjunto de instrucciones crece.

                

La evolución de las computadoras

Dispositivos computadorizados utilizados a través del tiempo

Abaco (5,000 años atrás) - Surgió en Asia Menor y se utiliza actualmente. Se utilizó originalmente por mercaderes para llevar a cabo transacciones y contar los días. Comenzó a perder importancia cuando se inventó el lápiz y el papel.

Calculadora de Pascal (1642)- Blaise Pascal inventó una máquina de sumar mecánica para ayudar a su padre a calcular impuestos.

Máquina de multiplicar de Leibniz (1694)- Artefacto con funciones aritméticas basada en el módelo de Pascal.

“Arithnometer”(1820)- Charles Xavier Thomas de Colmar inventó una calculadora que podía llevar a cabo las cuatro operaciones matemáticas básicas (sumar, restar, dividir y multiplicar).

Máquina de telar de Jacquard- Artefacto controlado por tarjeta en las cuales los huecos estaban estratégicamente perforados.

Máquina diferencial de Babbage (1822)- Diseñada para trabajar con vapor, era una máquina amplia del tamaño de una locomotora. Tenía como función resolver ecuaciones diferenciales. Durante el transcurso del tiempo Babbage comenzó a trabajar en la primera computadora de uso general o máquina analítica.

Primer uso de la programación (1832)-Lady Ada Lovelace creó instrucciones rutinarias para controlar la computadora, sugirió que las tarjetas perforadas podían prepararse para repetir ciertas instrucciones.

Máquina tabuladora de Hollerith (1889)- Le dio paso al procesamiento de datos automatizado. Hollerith fundó una compañía de máquinas tabuladoras que posteriormente paso a ser “International Business Machines” o IBM.

Máquina de resolver ecuaciones diferenciales de Vannevar Bush (1931).

Primera computadora eléctrica de Atanasoff y Berry (1940).

Invención del ratón (mouse) y la interface gráfica (1970)-Por la compañía Xerox PARC.

Apple (1976)- Crearon las computadoras Apple I y II y las máquinas Macintosh en 1984. Se comenzó a utilizar las computadoras personales en las oficinas y hogares.

Generaciones de computadoras

Primera generación del computador

La primera generación de computadoras comprende desde el año 1944 a 1956, en esta primera generación se da la creación de la computadora MARK I que fue desarrollada por Howard Aiken, en este periodo se desarrolla la segunda guerra mundial motivo por el cual muchos proyectos quedaron inconclusos, pero también hubieron proyectos impulsados por este mismo motivo que fue la guerra, que hizo que se logren grandes desarrollos, es así como se crea la computadora ENIAC (Electronic Numerical Intregrator and Calculator) que era una enorme computadora la cual ocupaba más de una habitación, pesaba más de 30 toneladas y trabajaba con más de 18 mil tubos de vacío, una de sus características importantes fue que usaba el sistema binario en lugar del sistema decimal, luego fue construida por Eckert y Mauchley la computadora EDVAC (Electronic, Discrete Variable Automatic) que contaba con un programa, este programa le permitía al computador alternar las operaciones dependiendo de los resultados obtenidos previamente.

Segunda generación del computador

La segunda generación comprende desde los años 1959 a 1964, lo más destacable de esta segunda generación es el reemplazo del uso de tubos al vacío por los transistores lo que hizo que las computadoras sean más pequeñas y más rápidas.

En esta segunda generación se reemplazo el lenguaje de máquina por el lenguaje ensamblador, se crearon lenguajes de alto nivel como el COBOL y el FORTRAN. Además para el almacenamiento de la información se comenzaron a usar cintas magnéticas.

Aunque en esta generación se disminuyó el tamaño y se aumento la velocidad, aun las computadoras significaban un considerable costo para las empresas.

Tercera generación del computador

Esta generación comprende desde 1964 a 1971 y el mayor logro de esta generación es el uso de circuitos integrados (chips de silicio), esto hizo que las computadoras sean más pequeñas y más rápidas, además consumían menos electricidad lo que hacía que generen menos cantidad de calor, además eran más eficientes.

Con el uso del chip se dio un enorme paso en la era de la computación  ya que el chip contenía una serie de circuitos integrados los cuales almacenaban la información, esto permitió que las computadoras puedan hacer varias tareas a la vez como era la de procesamiento de información y cálculo matemático.

En la tercera generación comienzan a surgir los programas o software, la compañía que tuvo su apogeo en esta generación fue IBM la cual lanzó al mercado las minicomputadoras IBM 360 y 370.

Cuarta generación del computador

La cuarta generación de las computadoras se da desde 1971 a 1981, lo más importante en esta generación es el invento del microprocesador el cual unía los circuitos integrados en un solo bloque. La creación del microprocesador hizo posible el desarrollo de las computadoras personales o PC, lo cual marcaría una revolución en el mundo de la computación, esto cambiaría la forma de trabajar e incluso de vivir de muchas personas hasta la actualidad.

En el año de 1971 la compañía INTEL crea el primer chip de 4 bits, el cual contenía una gran cantidad de transistores.

Esta generación de computadores aparecen las primeras microcomputadoras las cuales fueron fabricadas por la compañía APPLE e IBM.

También se incorpora en esta generación el desarrollo de software orientados tanto para adultos como para niños, es aquí donde se da inicio a MS-DOS (Microsoft Disk Operating System) o disco operativo de sistema, asimismo se da una revolución en el desarrollo del hardware.

Quinta generación del computador

Cabe mencionar que no se tiene muy definido cuando empieza la quinta generación y la sexta generación del computador, esto debido a que los avances en la tecnología de la computación se vienen dando de manera muy rápida, todo lo contrario con lo que sucedió en las primeras generaciones del computador.

Los dispositivos de almacenamiento de información surgen un cambio pudiendo ahora almacenar mayor cantidad de información, se lanza al mercado el CD como estándar para el almacenamiento de música y vídeo.

Sexta generación del computador

Como ya se sabe la sexta generación se viene dando a partir de 1990 hasta la fecha, en estos últimos años hemos venido viendo que las computadoras ahora son más pequeñas, son mas versátiles, ahora internet es una herramienta indispensable tanto en los centros de labores como en el hogar, casi el 90% de la población hace uso en algún momento de internet, y por consiguiente de una computadora.

Estamos entrando a una era donde las computadoras pueden desarrollar capacidades casi similares al ser humano, ya hemos visto robots que pueden jugar un encuentro de futbol, esperamos que el avance tecnológico en el mundo de la informática y la computación nos facilite más las cosas así como hasta ahora lo viene haciendo.

En la actualidad la informática utiliza satélites, fibra óptica, inteligencia artificial lo cual hace que el desarrollo en este campo sea enorme, estamos frente a un avance sin precedentes, y pensar que todo esto comenzó con una simple tabla de Abaco en la antigüedad.

Clases y Categorías de Computadoras
A. Clases	Análoga-Son usadas mayormente para el control de procesos, trabajan con variables que son medidas a lo largo de una escala continua con cierto grado de veracidad.
	Digital-Opera directamente con cómputos de dígitos, que representan letras, números y símbolos especiales.
	Híbridas-Combinación de la computadora análoga y la digital.
	De uso general-Pueden almacenar diferentes tipos de programas y puedes ser usadas en diferentes aplicaciones.
	De uso especial-Diseñada para trabajar con un problema específico.
B. Categorías	Supercomputadora - Diseñada para aplicaciones científicas y procesos complejos.
	Mainframe- Mayor velocidad en el procesamiento y mayor capacidad de almacenaje.
	Minicomputadoras- Son de propósitos generales, más poderosas y costosas que que las microcomputadoras.
	Servidor-Se diseñó para apoyar una red de computadoras permitiendo a los usuarios compartir archivos, programas de aplicaciones y “hardware”, como por ejemplo las impresoras.
	Microcomputadoras-Sistemas pequeños de propósitos generales. Pueden ejecutar las mismas operaciones y usar las mismas instrucciones de muchas sistemas grandes.

Historia De Los Microprocesadores

Seguidamente se expone una lista ordenada cronológicamente de los microprocesadores más populares que fueron surgiendo.

1971: El Intel i4004

Este fue el primer microprocesador del mundo, creado en un simple chip, y desarrollado por Intel. Era un CPU de 4 bits y también fue el primero disponible comercialmente.

1972: El Intel i8008

Fue diseñado y fabricado por Intel, lanzado al mercado en abril de 1972. 

Tiene 8 bits de datos y que puede acceder a mucha más memoria, entonces el Intel i8008, en la práctica unas tres o cuatro veces más rápido que su antedecesor de 4 bits.

1974: El Intel 8080

Este, es un reemplazo a su predecesor Intel i8080, que si cumplía las expectativas (se debía a que era compatible a nivel fuente en el lenguaje ensamblador porque usaban el mismo conjunto de instrucciones desarrollado por Computer Terminal Corporation.), que su anterior no logró.

1975: Motorola 6800

Fue lanzado al mercado poco después del Intel 8080. Su nombre proviene de que contenía aproximadamente 6800 transistores. Varios de los primeras microcomputadoras de los años 1970 usaron el 6800 como procesador. 

Este microprocesador se utilizó como parte de un kit para el desarrollo de sistemas controladores en la industria.

1976: El Z80

Básicamente es una ampliación del Intel 8080 con lo que admite todas sus instrucciones.

Es uno de los procesadores de más éxito del mercado, del cual se han producido infinidad de versiones clónicas, y sigue siendo usado de forma extensiva en la actualidad en multitud de sistemas con funciones especiales (por ejemplo, los módem).

1978: Los Intel 8086 y 8088

 Son los primeros microprocesadores de 16 bits diseñados por Intel.

 Fue el microprocesador usado para el primer computador personal de IBM, el IBM PC.

1982: El Intel 80286

Fue el primer procesador de Intel que podría ejecutar todo el software escrito para su predecesor. 

Esta compatibilidad del software sigue siendo un sello de la familia de microprocesadores de Intel.

1985: El Intel 80386

 Fue empleado como la unidad central de proceso de muchos ordenadores personales desde mediados de los años 80 hasta principios de los 90.

También fabricado por IBM y AMD.

1989: El Intel 80486

Se integraron nuevas instrucciones misión facilitar el acceso a banco de datos de otros procesadores

1993: PowerPC 601

 Fue desarrollada por una alianza entre Apple, IBM y Motorola. 

Se implementa la filosofía RISC (del inglés reduced instruction set computer)

El objetivo de este procesador es el aumento de rendimiento y la ejecución de instrucciones paralelas.

1993: El Intel Pentium

El primer Pentium se lanzó al mercado el 22 de marzo de 1993.

Incluían instrucciones mejoradas que brindaban al usuario un mejor manejo de aplicaciones multimedia, como por ejemplo, la lectura de películas en DVD.

1995: EL Intel Pentium Pro

Se usó en servidores y los programas y aplicaciones para estaciones de trabajo (de redes) impulsaron rápidamente su integración en las computadoras.

El procesador Pentium Pro estaba compuesto por alrededor de 5,5 millones de transistores.

1996: El AMD K5

 Fue el primer procesador propio que desarrolló AMD.

Número de transistores: 4,300,000

1997: El Intel Pentium II

Gracias al nuevo diseño de este procesador, los usuarios de PC pueden capturar, revisar y compartir fotografías digitales con amigos y familia vía Internet; revisar y agregar texto, música y otros; con una línea telefónica; el enviar vídeo a través de las líneas normales del teléfono mediante Internet se convierte en algo cotidiano.

1999: El Intel Celeron

Celeron es el nombre que lleva la línea de microprocesadores de bajo costo de Intel. El objetivo era poder, mediante esta segunda marca, penetrar en los mercados cerrados a los Pentium, de mayor rendimiento y precio.

1999: El AMD Athlon K7

Su excelente rendimiento (superando siempre al Pentium III y a los primeros Pentium IV de Intel) y bajo precio, la hicieron muy popular tanto entre los entendidos como en los iniciados en la informática.

1999: El Intel Pentium III

El procesador Pentium III ofrece nuevas instrucciones de Internet.

Fue diseñado para reforzar el área del desempeño en el Internet.

Refuerza el desempeño con imágenes avanzadas, 3D.

Añade una mejor calidad de audio, video y desempeño en aplicaciones de reconocimiento de voz.

Permite a los usuarios hacer cosas, tales como, navegar a través de páginas pesadas (con muchos gráficos), tiendas virtuales y transmitir archivos video de alta calidad. El procesador se integra con 9,5 millones de transistores.

2000: EL Intel Pentium 4

El Pentium 4 se comercializa en una versión para equipos de bajo presupuesto (Celeron), y una orientada a servidores de gama alta.

El Pentium 4 original, denominado Willamette, trabajaba a 1,4 y 1,5 GHz; y fue lanzado el 20 de noviembre de 2000. El 8 de agosto de 2008 se realiza el último envío de Pentium 4.

2001: El AMD Athlon XP

Intel recién había lanzado su procesador Pentium 4, y AMD para seguir estando a la cabeza en cuanto a rendimiento de los procesadores sacó el Athlon XP.

2006: El Intel Core Duo

El Core Duo contiene 151 millones de transistores.

 Puede ejecutar varias aplicaciones exigentes simultáneamente, como juegos con gráficos potentes o programas que requieran muchos cálculos, al mismo tiempo que permite descargar música o analizar el PC con un antivirus en segundo plano, por ejemplo.

2007: El AMD Phenom

Los procesadores Phenom están diseñados para facilitar el uso inteligente de energía y recursos del sistema.

A pesar de todo, no llegaron a igualar el rendimiento de la serie Core Duo.

2011: El AMD Fusion

La ejecución general del procesador se basa en: El proceso de la geometría 3D y otras funciones de carácter gráfico.Es la plataforma de bajo consumo energético.