INFORME DEL EL TEMA

(PROCESADOR)

RAUL FERNANDO GARCIA CEDEÑO

NICOLAS CARDENAS CHALA

INSTITUCION EDUCATIVA INSTITUTO TECNICO INDUSTRIAL

ESPECIALIZACION EN SISTEMAS

FLORENCIA CAQUETA

2013

INFORME DEL EL TEMA

(PROCESADOR)

RAUL FERNANDO GARCIA CEDEÑO

NICOLAS CARDENAS CHALA

ESTUDIANTES DE LA ESPECIALIDAD DE SISTEMAS

WILDER BRAVO PRECIADO

PROFESOR DE LA ESPECIALIDAD

INSTITUCION EDUCATIVA INSTITUTO TECNICO INDUSTRIAL

ESPECIALIZACION EN SISTEMAS

FLORENCIA-CAQUETA

2013

Tabla de contenido

INTRODUCCION....................................................................................................................3

OBJETIVO GENERAL..............................................................................................................4

OBJETIVOS ESPECIFICOS.......................................................................................................5

ESTRUCTURA DEL PROCESADOR..........................................................................................6

ESTRUCTURA INTERNA................................................................................................6

La unidad de control (UC)................................................................................................6

Unidad aritmético-lógica (UAL)........................................................................................7

ESTRUCTURA EXTERNA........................................................................................................8

HISTORIA DEL PROCESADOR................................................................................................9

QUE ES UN NUCLEO....................................................................................................11

FUNCIONES GENERALMENTE EJERCIDAS POR UN NÚCLEO.........................11

TIPOS DE SISTEMAS....................................................................................................13

HAY CUATRO GRANDES TIPOS DE NUCLEOS.....................................................13

MICRO NÚCLEOS..........................................................................................................13

NÚCLEOS MONOLÍTICOS EN CONTRAPOSICIÓN A MICRO NÚCLEOS..........14

NÚCLEOS HÍBRIDOS (MICRO NÚCLEOS MODIFICADOS)..................................15

EXONÚCLEOS................................................................................................................16

COMO TRANSPORTA INFORMACIÓN......................................................................17

COMO INTERPRETA LA INFORMACIÓN..................................................................18

FUNCIONAMIENTO DEL COMPUTADOR.................................................................19

CONCLUSIONES............................................................................................................20

BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................21

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INTRODUCCION

Al transcurrir los años la computación ha avanzado con una rapidez muy significativa, ya que es un apoyo para las personas al nivel mundial, y que esta nos ayuda a realizar labores muy comunes en el hogar, oficina y en las escuelas, a partir de este momento analizaremos cada componente del computador para así darle una perspectiva de lo que es esta y como se constituye. El computador en si es un ayudante muy importante y él se compone de muchos equipos como lo son: el monitor, el mouse, el teclado, el CPU, las tarjetas, las memorias, etc. De estas definimos el procesador para saber un poco sobre él y así afianzar nuestros conocimientos.También trataremos el tema de las versiones del MS-DOS, el sistema operativo más utilizado a nivel del globo terráqueo, al igual hablaremos un poco sobre su creación o reseña histórica.

El primer microprocesador (Intel 4004) se inventó en 1971. Era un dispositivo de cálculo de 4 bits, con una velocidad de 108 kHz. Desde entonces, la potencia de los microprocesadores ha aumentado de manera exponencial.

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OBJETIVO GENERAL

La presente guía pretende enseñar a los estudiantes como está compuesto el procesador, saber cómo funciona, sus atributos y demás componentes físicos e internos que haces que este pequeño artefacto haga de la vida cotidiana algo más fácil.

Igualmente explicaremos detalladamente los tipos de núcleos que poseen los microprocesadores, por consiguiente hablaremos de cómo interpreta la información y sus procedimientos.

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OBJETIVOS ESPECIFICOS

1. Determinar con claridad cuál es el funcionamiento del procesador.2. Saber con exactitud que realiza el procesador para el

funcionamiento de la pc.3. Aclarar cualquier duda sobre que es un núcleo y tipos de

núcleos.4. Enseñar cómo es transportada la información al procesador y

como la interpreta según los casos.

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ESTRUCTURA DEL PROCESADOR

El procesador es un circuito integrado que contiene todos los elementosnecesarios para conformar una unidad central de procesamiento. En laactualidad este componente electrónico está compuesto por millones detransistores integrados en una misma placa de silicio.El procesador es todo un mundo en sí mismo; aunque los primeros erancomparativamente simples, actualmente han alcanzado una notablecomplejidad .que su tecnología física ha avanzado paralelamente con la deconstrucción de circuitos integrados, IC’s, lo que a la postre ha significadounas dimensiones físicas cada vez más pequeñas y un menor consumo. La evolución de ambos parámetros no solo ha permitido incrementar la densidad de integración, también la velocidad (frecuencia de funcionamiento). Si nos referimos a la familia Intel, de los 2.100transistores del 4004 en 1970, que con solo 46 instrucciones funcionaba a unos 800 KHz, se pasó a los 29.000 transistores del 8086 en 1979 a 14 MHz; y en 1999 a los 8.200.000 transistores del Pentium II a 2 GH.Actualmente se trabaja en el límite de la resolución óptica de losdispositivos utilizados en su construcción (se usan técnicas fotográficas conlongitudes de onda cada vez menores para la luz utilizada), y debido a laaltísima frecuencia de funcionamiento, los conductores internos funcionanmás como guías de onda que como conductores eléctricos convencionales.Además, las dimensiones físicas del propio dispositivo están teóricamentelimitadas si se desea que todos sus elementos funcionen según un mismopatrón de tiempo (cosa que es imprescindible). Para dar una idea de lasformidables dificultades técnicas que han debido resolver los diseñosactuales, considere que a la velocidad del Pentium III, las señales eléctricassolo recorren 15 centímetros en cada ciclo de reloj.

ESTRUCTURA INTERNA

La unidad de control (UC)

La unidad de control o UC es la parte pensante del ordenador; se encarga del gobierno y funcionamiento de los aparatos que la componen. La tarea fundamental de UC es recibir información para interpretarla y procesarla después mediante las órdenes que envía a los otros componentes del ordenador.

Se encarga de traer a la memoria interna o central del ordenador (RAM) las instrucciones necesarias para la ejecución de los programas y el procesamiento de los datos. Estas instrucciones y datos se extraen, normalmente, de los soportes de almacenamiento externo. Además, la UC

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Interpreta y ejecuta las instrucciones enel orden adecuado para que cada una de ellas se procese en el debido instante y de forma correcta.Para realizar todas estas operaciones, la UC dispone de algunos aliados, pequeños espacios de almacenamiento que son su esencia. Estos espacios de almacenamiento se denominan registros. Además de los registros, tiene otros componentes. Todos ellos se detallan a continuación:

*Registro de instrucción:Es el encargado de almacenar la instrucción que se está ejecutando.*Registro contador de programas:Contiene la dirección de memoria de la siguiente instrucción a ejecutar.*Controlador y decodificador:Se encarga de interpretar la instrucción para su posterior proceso. Es elencargado de extraer el código de operación de la instrucción en curso.*Secuenciador:Genera las micro-órdenes necesarias para ejecutar la instrucción.*Reloj:Proporciona una sucesión de impulsos eléctricos a intervalos constantes.

Unidad aritmético-lógica (UAL)

La unidad aritmético-lógica es la parte de la UCP encargada de realizar operaciones aritméticas y lógicas sobre la información. Las operaciones aritméticas pueden ser suma, resta, multiplicación, división, potenciación, etc. Las lógicas son normalmente de comparación, para las que se emplean los operadores del álgebra de Boole. Algunas de estas operaciones se detallan en la tabla de la derecha.

Los elementos más importantes que componen la UAL, cuya disposición puede observarse en la imagen, son los siguientes:

*Operacional o circuito operacional.Realiza las operaciones con los datos de los registros de entrada.*Registros de entrada.Contienen los operándos de la operación.*Acumulador.Almacena los resultados de las operaciones.*Registro de estadoRegistra las condiciones de la operación anterior.

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ESTRUCTURA EXTERNA

Los microprocesadores son circuitos integrados y como tal están formados por un chip de silicio y un empaque con conexiones eléctricas. En los primeros procesadores el empaque se fabricaba con plásticos epoxicos o con cerámicas en formatos como el DIP entre otros. El chip se pegaba con un material térmicamente conductor a una base y se conectaba por medio de pequeños alambres a unas pistas terminadas en pines. Posteriormente se sellaba todo con una placa metálica u otra pieza del mismo material de la base de manera que los alambres y el silicio quedaran encapsulados.

En la actualidad los microprocesadores de diversos tipos (incluyendo procesadores gráficos) se ensamblan por medio de la tecnología Flip chip. El chip semiconductor es soldado directamente a un arreglo de pistas conductoras (en el sustrato laminado). El sustrato laminado es una especie de circuito impreso que posee pistas conductoras hacia pines o contactos, que a su vez servirán de conexión entre el chip semiconductor y un zócalo de CPU o una placa base.

El encapsulado ha evolucionado a lo largo de la historia del PC. Los formatos más importantes son:

DIPPGALGA

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HISTORIA DEL PROCESADOR

El comienzo del desarrollo del microprocesador, fue sobre la década de 1950; cuando la computación y la tecnología semiconductora, en 1970 se unieron para dar a conocer el primer microprocesador. Después de la segunda guerra mundial, estas tecnologías iniciaron su desarrollo, dando lugar a muchas computadoras para fines militares. Más tarde, se le fue dando uso a fines científicos y civiles.

Los circuitos eléctricos, poco a poco avanzaron y se consiguieron progresos tales como el transistor, en 1948 en los laboratorios Bell.

En los años 1950, aparecieron las primeras computadoras digitales. Fabricadas con tubos al vació como componentes electrónicos activos, dando lugar a compuertas y flip-flops. Con estos componentes se fabricó la computadora electrónica. Los tubos de vació se usaron también en la construcción de máquinas para la comunicación con las computadoras.

La tecnología de estos circuitos, evoluciono en la década de los 1950. El uso del silicio (producción masiva), hicieron al transistor el componente más usado para el diseño de circuitos. Fue el comienzo de la sustitución del tubo al vacío por el transistor.

En 1960, surgieron tecnologías en circuitos digitales como: RTL (Lógica Transistor Resistor, DTL (Lógica Transistor Diodo), TTL (Lógica Transistor Transistor), ECL (Lógica Complementada Emisor). A finales de los 60 y principios delos 70 surgieron los sistemas de alta escala de integración o LSI. La tecnología LSI permitió incrementar la cantidad de componentes en los circuitos digitales integrados.

Las primeras calculadoras electrónicas requerían entre 75 y 100 circuitos integrados. Más tarde, se dio un paso importante en la reducción de la arquitectura de la computadora a circuito integrado simple, resultado el microprocesador, unión de las palabras "micro" del griego "pequeño", y procesador.

El primer procesador fue el Intel 4004, producido en 1971. Se desarrolló para una calculadora. Contenía 2300 transistores y era un microprocesador de 4 bits que podía realizar hasta 60.000 operaciones por segundo, con una frecuencia de reloj de 700Khz.El primer procesador de 8 bits fue el Intel 8008, en 1972 para uso en terminales informáticos. 3300 transistores y una frecuencia de 800Khz.

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El primer procesador para uso general, fue desarrollado en 1974, fue el Intel 8080 de 8 bits. Contenía 4500 transistores y 2MHz.Los primeros procesadores de 16 bits fueron 8086 y 8088, ambos de Intel. Fueron los primeros en usar arquitectura x86. El 8086 fue introducido en el verano de 1978 mientras que el 8088 fue lanzado al mercado en 1979.Uno de los primeros procesadores de arquitectura de 32 bits fue el 80386 de Intel, fabricado en 1980.El microprocesador DEC Alpha se lanzó al mercado en 1992, corriendo a 200 MHz en su primera versión, en tanto que el Intel Pentium surgió en 1993 con una frecuencia de trabajo de 66Mhz. El procesador Alpha, de tecnología RISC y arquitectura de 64 bits, marcó un hito, declarándose como el más rápido del mundo, en su época. Llegó a 1Ghz de frecuencia hacia el año 2001Los microprocesadores modernos tienen una capacidad y velocidad mucho mayores, trabajan en arquitecturas de 64 bits, integran más de 700 millones de transistores, como es en el caso de las serie Core i7, y pueden operar a frecuencias normales algo superiores a los 3GHz (3000MHz).

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QUE ES UN NUCLEO

En informática, un núcleo o kernel es un software que constituye la parte más importante del sistema operativo. Es el principal responsable de facilitar a los distintos programas acceso seguro al hardware de la computadora o en forma básica, es el encargado de gestionar recursos, a través de servicios de llamada al sistema. Como hay muchos programas y el acceso al hardware es limitado, también se encarga de decidir qué programa podrá hacer uso de un dispositivo de hardware y durante cuánto tiempo, lo que se conoce como multiplexado. Acceder al hardware directamente puede ser realmente complejo, por lo que los núcleos suelen implementar una serie de abstracciones del hardware. Esto permite esconder la complejidad, y proporciona una interfaz limpia y uniforme al hardware subyacente, lo que facilita su uso al programador.

FUNCIONES GENERALMENTE EJERCIDAS POR UN NÚCLEO

Los núcleos tienen como funciones básicas garantizar la carga y la ejecución de los procesos, las entradas/salidas y proponer una interfaz entre el espacio núcleo y los programas del espacio del usuario.Aparte de las funcionalidades básicas, el conjunto de las funciones de los puntos siguientes (incluidos los pilotos materiales, las funciones de redes y sistemas de ficheros o los servicios) necesariamente no son proporcionados por un núcleo de sistema de explotación. Pueden establecerse estas funciones del sistema de explotación tanto en el espacio usuario como en el propio núcleo. Su implantación en el núcleo se hace en el único objetivo de mejorar los resultados. En efecto, según la concepción del núcleo, la misma función llamada desde el espacio usuario o el espacio núcleo tiene un coste temporal obviamente diferente. Si esta llamada de función es frecuente, puede resultar útil integrar estas funciones al núcleo para mejorar los resultados.UnixUn núcleo Unix es un programa escrito casi en su totalidad en lenguaje C, con excepción de una parte del manejo de interrupciones, expresada en el lenguaje ensamblador del procesador en el que opera. Las funciones del núcleo son permitir la existencia de un ambiente en el que sea posible atender a varios usuarios y múltiples tareas en forma concurrente, repartiendo al procesador entre todos ellos, e intentando mantener en grado óptimo la atención individual.El núcleo opera como asignador de recursos para cualquier proceso que necesite hacer uso de las facilidades de cómputo.• Creación de procesos, asignación de tiempos de atención y sincronización.• Asignación de la atención del procesador a los procesos que lo requieren.• Administración de espacio en el sistema de archivos, que incluye: acceso, protección y administración de usuarios; comunicación entre usuarios y entre procesos, y manipulación de E/S y administración de periféricos.• Supervisión de la transmisión de datos entre la memoria principal y los dispositivos periféricos.Reside siempre en la memoria principal y tiene el control sobre la computadora, por lo que ningún otro proceso puede interrumpirlo; sólo pueden llamarlo para que

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proporcione algún servicio de los ya mencionados. Un proceso llama al núcleo mediante módulos especiales conocidos como llamadas al sistema.Consta de dos partes principales: la sección de control de procesos y la de control de dispositivos. La primera asigna recursos, programas, procesos y atiende sus requerimientos de servicio; la segunda, supervisa la transferencia de datos entre la memoria principal y los dispositivos del ordenador. En términos generales, cada vez que algún usuario oprime una tecla de una terminal, o que se debe leer o escribir información del disco magnético, se interrumpe al procesador central y el núcleo se encarga de efectuar la operación de transferencia.Cuando se inicia la operación de la computadora, debe cargarse en la memoria una copia del núcleo, que reside en el disco magnético (operación denominada bootstrap). Para ello, se deben inicializar algunas interfaces básicas de hardware; entre ellas, el reloj que proporciona interrupciones periódicas. El núcleo también prepara algunas estructuras de datos que abarcan una sección de almacenamiento temporal para transferencia de información entre terminales y procesos, una sección para almacenamiento de descriptores de archivos y una variable que indica la cantidad de memoria principal.A continuación, el núcleo inicializa un proceso especial, llamado proceso 0. En Unix, los procesos se crean mediante una llamada a una rutina del sistema (fork), que funciona por un mecanismo de duplicación de procesos. Sin embargo, esto no es suficiente para crear el primero de ellos, por lo que el núcleo asigna una estructura de datos y establece apuntadores a una sección especial de la memoria, llamada tabla de procesos, que contendrá los descriptores de cada uno de los procesos existentes en el sistema.Después de haber creado el proceso 0, se hace una copia del mismo, con lo que se crea el proceso 1; éste muy pronto se encargará de "dar vida" al sistema completo, mediante la activación de otros procesos que también forman parte del núcleo. Es decir, se inicia una cadena de activaciones de procesos, entre los cuales destaca el conocido como despachador, o planificador, que es el responsable de decidir cuál proceso se ejecutará y cuáles van a entrar o salir de la memoria central. A partir de ese momento se conoce el número 1 como proceso de inicialización del sistema, init.El proceso init es el responsable de establecer la estructura de procesos en Unix. Normalmente, es capaz de crear al menos dos estructuras distintas de procesos: el modo monousuario y el multiusuario. Comienza activando el intérprete del lenguaje de control Shell de Unix en la terminal principal, o consola del sistema, proporcionándole privilegios de "superusuario". En la modalidad de un solo usuario la consola permite iniciar una primera sesión, con privilegios especiales, e impide que las otras líneas de comunicación acepten iniciar sesiones nuevas. Esta modalidad se usa con frecuencia para revisar y reparar sistemas de archivos, realizar pruebas de funciones básicas del sistema y para otras actividades que requieren uso exclusivo de la computadora.Init crea otro proceso, que espera a que alguien entre en sesión en alguna línea de comunicación. Cuando esto sucede, realiza ajustes en el protocolo de la línea y ejecuta el programa login, que se encarga de atender inicialmente a los nuevos usuarios. Si el nombre de usuario y la contraseña proporcionadas son correctos, entonces entra en operación el programa Shell, que en lo sucesivo se encargará de la atención normal del usuario que se dio de alta en esa terminal.A partir de ese momento el responsable de atender al usuario en esa terminal es el intérprete Shell. Cuando se desea terminar la sesión hay que desconectarse de Shell (y, por lo tanto, de Unix), mediante una secuencia especial de teclas

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(usualmente. < CTL > - D). A partir de ese momento la terminal queda disponible para atender a un nuevo usuario.

TIPOS DE SISTEMAS

No necesariamente se necesita un núcleo para usar una computadora. Los programas pueden cargarse y ejecutarse directamente en una computadora , siempre que sus autores quieran desarrollarlos sin usar ninguna abstracción del hardware ni ninguna ayuda del sistema operativo. Ésta era la forma normal de usar muchas de las primeras computadoras: para usar distintos programas se tenía que reiniciar y reconfigurar la computadora cada vez. Con el tiempo, se empezó a dejar en memoria (aún entre distintas ejecuciones) pequeños programas auxiliares, como el cargador y el depurador, o se cargaban desde memoria de sólo lectura. A medida que se fueron desarrollando, se convirtieron en los fundamentos de lo que llegarían a ser los primeros núcleos de sistema operativo.

HAY CUATRO GRANDES TIPOS DE NUCLEOS

Los núcleos monolíticos facilitan abstracciones del hardware subyacente realmente potentes y variadas.

Los micro núcleos (en inglés microkernel) proporcionan un pequeño conjunto de abstracciones simples del hardware, y usan las aplicaciones llamadas servidores para ofrecer mayor funcionalidad.4

Los núcleos híbridos (micronúcleos modificados) son muy parecidos a los micronúcleos puros, excepto porque incluyen código adicional en el espacio de núcleo para que se ejecute más rápidamente.

Los exonúcleos no facilitan ninguna abstracción, pero permiten el uso de bibliotecas que proporcionan mayor funcionalidad gracias al acceso directo o casi directo al hardware.

MICRO NÚCLEOS

El enfoque micro núcleo consiste en definir una abstracción muy simple sobre el hardware, con un conjunto de primitivas o llamadas al sistema que implementan servicios del sistema operativo mínimos, como la gestión de hilos, el espacio de direccionamiento y la comunicación.

El objetivo principal es la separación de la implementación de los servicios básicos y de la política de funcionamiento del sistema. Por ejemplo, el proceso de bloqueo de E/S se puede implementar con un servidor en espacio de usuario ejecutándose encima del micro núcleo. Estos servidores de usuario, utilizados para gestionar las partes de alto nivel del sistema, son muy modulares y simplifican la estructura y diseño del núcleo. Si falla uno de estos servidores, no se colgará el sistema entero, y se podrá reiniciar este módulo independientemente del resto. Sin embargo, la existencia de diferentes módulos independientes origina retardos en la comunicación debido a la copia de variables que se realiza en la comunicación entre módulos.

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Algunos ejemplos de micro núcleos:

AIX

La familia de micro núcleos L4

El micro núcleo Mach, usado en GNU Hurd y en Mac OS X

BeOS

Minix

MorphOS

QNX

RadiOS

VSTa

Hure

NÚCLEOS MONOLÍTICOS EN CONTRAPOSICIÓN A MICRO NÚCLEOS

Frecuentemente se prefieren los núcleos monolíticos frente a los micro núcleos debido al menor nivel de complejidad que comporta el tratar con todo el código de control del sistema en un solo espacio de direccionamiento. Por ejemplo, XNU, el núcleo de Mac OS X, está basado en el núcleo Mach 3.0 y en FreeBSD, en el mismo espacio de direccionamiento para disminuir la latencia que comporta el diseño de micro núcleo convencional.

A principios de los años 90, los núcleos monolíticos se consideraban obsoletos. El diseño de Linux como un núcleo monolítico en lugar de como un micro núcleo fue el tema de una famosa disputa entre LinusTorvalds y Andrew Tanenbaum. Los argumentos de ambas partes en esta discusión presentan algunas motivaciones interesantes.

Los núcleos monolíticos suelen ser más fáciles de diseñar correctamente, y por lo tanto pueden crecer más rápidamente que un sistema basado en micro núcleo, pero hay casos de éxito en ambos bandos. Los micro núcleos suelen usarse en robótica embebida o computadoras médicas, ya que la mayoría de los componentes del sistema operativo residen en su propio espacio de memoria privado y protegido. Esto no sería posible con los núcleos monolíticos, ni siquiera con los modernos que permiten cargar módulos del núcleo.

Aunque Mach es el micro núcleo generalista más conocido, se han desarrollado otros micro núcleos con propósitos más específicos. L3 fue creado para demostrar que los micro núcleos no son necesariamente lentos. La familia de micro núcleos L4 es la descendiente de L3, y una de sus últimas implementaciones, llamada

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Pistachio, permite ejecutar Linux simultáneamente con otros procesos, en espacios de direccionamiento separados.

QNX es un sistema operativo que ha estado disponible desde principios de los años 80, y tiene un diseño de micro núcleo muy minimalista. Este sistema ha conseguido llegar a las metas del paradigma del micro núcleo con mucho más éxito que Mach. Se usa en situaciones en que no se puede permitir que haya fallos de software, lo que incluye desde brazos robóticos en naves espaciales, hasta máquinas que pulen cristal donde un pequeño error podría costar mucho dinero.

Mucha gente cree que como Mach básicamente falló en el intento de resolver el conjunto de problemas que los micro núcleos intentaban subsanar, toda la tecnología de micro núcleos es inútil. Los partidarios de Mach afirman que ésta es una actitud estrecha de miras que ha llegado a ser lo suficientemente popular para que mucha gente la acepte como verdad.

NÚCLEOS HÍBRIDOS (MICRO NÚCLEOS MODIFICADOS)

Los núcleos híbridos fundamentalmente son micro núcleos que tienen algo de código «no esencial» en espacio de núcleo para que éste se ejecute más rápido de lo que lo haría si estuviera en espacio de usuario. Éste fue un compromiso que muchos desarrolladores de los primeros sistemas operativos con arquitectura basada en micro núcleo adoptaron antes que se demostrara que los micro núcleos pueden tener muy buen rendimiento. La mayoría de sistemas operativos modernos pertenecen a esta categoría, siendo el más popular Microsoft Windows. XNU, el núcleo de Mac OS X, también es un micro núcleo modificado, debido a la inclusión de código del núcleo de FreeBSD en el núcleo basado en Mach. DragonFlyBSD es el primer sistema BSD que adopta una arquitectura de núcleo híbrido sin basarse en Mach.

Algunos ejemplos de núcleos híbridos:

• Microsoft Windows NT, usado en todos los sistemas que usan el código base de Windows NT

• XNU (usado en Mac OS X)

• DragonFlyBSD

• ReactOS

Hay gente que confunde el término «núcleo híbrido» con los núcleos monolíticos que pueden cargar módulos después del arranque, lo que es un error. «Híbrido» implica que el núcleo en cuestión usa conceptos de arquitectura o mecanismos tanto del diseño monolítico como del micro núcleo, específicamente el paso de mensajes y la migración de código «no esencial» hacia el espacio de usuario, pero manteniendo cierto código «no esencial» en el propio núcleo por razones de rendimiento.

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EXONÚCLEOS

Los exonúcleos, también conocidos como sistemas operativos verticalmente estructurados, representan una aproximación radicalmente nueva al diseño de sistemas operativos.

La idea subyacente es permitir que el desarrollador tome todas las decisiones relativas al rendimiento del hardware. Los exonúcleos son extremadamente pequeños, ya que limitan expresamente su funcionalidad a la protección y el multiplexado de los recursos. Se llaman así porque toda la funcionalidad deja de estar residente en memoria y pasa a estar fuera, en bibliotecas dinámicas.

Los diseños de núcleos clásicos (tanto el monolítico como el micronúcleo) abstraen el hardware, escondiendo los recursos bajo una capa de abstracción del hardware, o detrás de los controladores de dispositivo. En los sistemas clásicos, si se asigna memoria física, nadie puede estar seguro de cuál es su localización real, por ejemplo.

La finalidad de un exonúcleo es permitir a una aplicación que solicite una región específica de la memoria, un bloque de disco concreto, etc., y simplemente asegurarse que los recursos pedidos están disponibles, y que el programa tiene derecho a acceder a ellos.

Debido a que el exonúcleo sólo proporciona una interfaz al hardware de muy bajo nivel, careciendo de todas las funcionalidades de alto nivel de otros sistemas operativos, éste es complementado por una «biblioteca de sistema operativo». Esta biblioteca se comunica con el exonúcleo subyacente, y facilita a los programadores de aplicaciones las funcionalidades que son comunes en otros sistemas operativos.

Algunas de las implicaciones teóricas de un sistema exonúcleo son que es posible tener distintos tipos de sistemas operativos (p.e. Windows, Unix) ejecutándose en un solo exonúcleo, y que los desarrolladores pueden elegir prescindir o incrementar funcionalidades por motivos de rendimiento.

Actualmente, los diseños exonúcleo están fundamentalmente en fase de estudio y no se usan en ningún sistema popular. Un concepto de sistema operativo es Némesis, creado por la Universidad de Cambridge, la Universidad de Glasgow, Citrix Systems y el Instituto Sueco de Informática. El MIT también ha diseñado algunos sistemas basados en exonúcleos. Los exonúcleos se manejan en diferente estructura dado que también cumplen funciones distintas

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COMO TRANSPORTA INFORMACIÓN

El Procesador trasporta hasta las Memoriasy suministrando todo tipo de Conectores que permiten la inclusión de los periféricos de entrada y salida, como de otros dispositivos que incrementan el rendimiento del equipo o le brindan funcionalidades adicionalesatreves de los buses de datos que están en la tarjeta madre.Tal como hemos mencionado, es el componente principal de todo ordenador, y como su nombre nos está indicando, es el soporte principal y la base de todos los demás dispositivos del sistema, teniendo como principal misión la Comunicación entre el Hardware, siendo por ello el canal donde se transmite la información desde el Procesador hacia el resto de los Periféricos y las Memorias.

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COMO INTERPRETA LA INFORMACIÓN

El primer paso, leer (fetch), implica el recuperar una instrucción, (que es representada por un número o una secuencia de números), de la memoria de programa. La localización en la memoria del programa es determinada por un contador de programa (PC), que almacena un número que identifica la posición actual en el programa. En otras palabras, el contador de programa indica al CPU, el lugar de la instrucción en el programa actual. Después de que se lee una instrucción, el Contador de Programa es incrementado por la longitud de la palabra de instrucción en términos de unidades de memoria. Frecuentemente la instrucción a ser leída debe ser recuperada de memoria relativamente lenta, haciendo detener la CPU mientras espera que la instrucción sea retornada. Este problema es tratado en procesadores modernos en gran parte por los cachés y las arquitecturas pipeline. La instrucción que la CPU lee desde la memoria es usada para determinar qué deberá hacer la CPU.En el segundo pasoes la decodificación, la instrucción es dividida en partes que tienen significado para otras unidades de la CPU. La manera en que el valor de la instrucción numérica es interpretado está definida por la arquitectura del conjunto de instrucciones (el ISA) de la CPU. A menudo, un grupo de números en la instrucción, llamados opcode, indica qué operación realizar. Las partes restantes del número usualmente proporcionan información requerida para esa instrucción, como por ejemplo, operándos para una operación de adición. Tales operándos se pueden dar como un valor constante (llamado valor inmediato), o como un lugar para localizar un valor, que según lo determinado por algún modo de dirección, puede ser un registro o una dirección de memoria. En diseños más viejos las unidades del CPU responsables de decodificar la instrucción eran dispositivos de hardware fijos. Sin embargo, en CPUs e ISAs más abstractos y complicados, es frecuentemente usado un microprograma para ayudar a traducir instrucciones en varias señales de configuración para el CPU. Este microprograma es a veces re-escribible de tal manera que puede ser modificado para cambiar la manera en que el CPU decodifica instrucciones incluso después de que haya sido fabricado.Después de los pasos de lectura y decodificación, es llevado a cabo el tercer paso de la ejecución de la instrucción. Durante este paso, varias unidades del CPU son conectadas de tal manera que ellas pueden realizar la operación deseada. Si, por ejemplo, una operación de adición fue solicitada, una unidad aritmético lógica (ALU) será conectada a un conjunto de entradas y un conjunto de salidas. Las entradas proporcionan los números a ser sumados, y las salidas contendrán la suma final. La ALU contiene la circuitería para realizar operaciones simples de aritmética y lógica en las entradas, como adición y operaciones de bits (bitwise). Si la operación de adición produce un resultado demasiado grande para poder ser manejado por el CPU, también puede ser ajustada una bandera (flag) de desbordamiento aritmético localizada en un registro de banderas (ver abajo la sección sobre rango de números enteros).El paso final, la escritura (writeback), simplemente "escribe" los resultados del paso de ejecución a una cierta forma de memoria.

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FUNCIONAMIENTO DEL COMPUTADOR

El computador es un dispositivo que funciona basándose en información, esto es: recibe información, la procesa o la modifica y la entrega.

Debido a que sus componentes son digitales la información se procesa en forma binaria, esto es la energía con la cual funcionan los circuitos se presenta en pulsos los cuales pueden estar en uno de los dos estados siguientes: ON (1) u OFF (0), a cada pulso de estos se les conoce con el nombre de Bit. A un conjunto de bits generalmente de ocho se le llama Byte, donde éste representa un carácter que puede ser una letra minúscula o mayúscula, un número del 0 al 9, un espacio en blanco, un signo o un símbolo. El funcionamiento del computado digital se basa en la lógica de Boole, creado por compuertas digitales de las cuales las básicas son: Compuerta AND (Y) o multiplicador lógico. La salida es 1 únicamente cuando todas las entradas sean 1.

OR (O) o sumador lógico. La salida es 0 solamente cuando todas las estradas sean 0.

Not (No) o inversor lógico. La salida es lo contrario de la entrada.

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CONCLUSIONES

El procesador es el cerebro principal que interpreta la información enviadade los dispositivos de entrada atreves de los buses de datos y procesador controla todos esos movimientos con una parte de él llamada la unidad de control que controla la información otra es la aritmética lógica que interpreta la información para enviarla a los dispositivos de salida por lo cual es como lo procesa. La aritmética una de ellas se encarga de lo matemático y la lógica de los procesos o métodos. Por lo cual el computador no podría funcionar.

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BIBLIOGRAFÍA

Historia, estructura del procesador

http://dis.um.es/~lopezquesada/documentos/IES_1011/LMSGI/curso/css/web1/index.html

Que es un núcleo

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

Operaciones del procesador para procesar la información

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamiento#Operaci.C3.B3n_del_CPU

Funcionamiento de un computador

http://www.angelfire.com/co/Lbit/Pcs/pc3.html