Introduccin MSc Rina Arauz Sistemas complejidad y modelos

Introducción MSc. Rina Arauz

Sistemas, complejidad y modelos n Un ordenador es un sistema complejo que puede describirse mediante diferentes modelos en distintos niveles de una jerarquía de abstracciones. Sistema: conjunto de cosas que ordenadamente relacionadas entre sí contribuyen a un determinado objetivo. n Sistema complejo: es el compuesto por un gran número de partes que actúan entre sí de manera no sencilla. n Modelo: sirve de representación para comprender, analizar, modificar, diseñar o experimentar con el sistema modelado. n Niveles de una jerarquía de abstracciones: Cada nivel brinda cierta interfaz que abstrae los niveles inferiores permitiendo montar sobre ellos nuevos niveles aún más abstractos. n UNAN-Leon Introducción 2

n n n n Un computador digital es una máquina que puede resolver problemas ejecutando ciertas instrucciones. Lenguaje máquina es el conjunto de instrucciones básicas de una computadora. Utilizar lenguaje máquina es difícil y tedioso. Solución: » sea L 1 el lenguaje máquina » y L 2 un lenguaje más fácil de utilizar Podemos imaginar la existencia de una máquina virtual cuyo lenguaje máquina es L 2. Se pueden crear L 3, L 4. . . cada uno más fácil de utilizar. UNAN-Leon Introducción 3

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Visión jerárquica de un computador Las primeras clasificaciones sólo diferenciaban entre el hardware y el software Actualmente una de las estructuras más utilizadas es la siguiente: n n n Tarea: Investigue cada uno de estos niveles. UNAN-Leon Introducción 5

Modelos de cada nivel n Cada nivel puede ser descrito utilizando diversos modelos: n n n Modelo funcional: describe la función del sistema, sus acciones sobre el entorno y sus reacciones a éste. Modelo estructural: describe la organización del sistema como conjunto de partes relacionadas. La realización práctica de cada modelo puede llevarse a cabo de modos muy diferentes. A un mismo modelo funcional pueden corresponder distintos modelos estructurales. Los modelos se emplean con el fin de aplicarlos en la práctica y resolver un determinado problema. UNAN-Leon Introducción 6

Modelos de memoria n n n La memoria es dividida en celdas de tamaño fijo, normalmente 8 bits (tamaño del carácter representado en ASCII) Una celda es el mínimo bloque de información que puede ser transferido entre el procesador y la memoria y viceversa Han existido arquitecturas con otros tamaños de celda (i. e. 27 bits) Los bytes normalmente se agrupan de 4 en 4 o de 8 en 8 para formar palabras, dobles palabras. . . Problemas: alineamiento y ordenación. UNAN-Leon Introducción 7

Registros n n Los registros son las celdas básicas de memoria integradas en el procesador Tipos: n n n registros de propósito general registros de propósito especial Otra clasificación n registros modo núcleo registros de usuario registros híbridos: Program Status Word (PSW) UNAN-Leon Introducción 8

Formato de instrucciones n n Una instrucción consta habitualmente de un código de operación e información adicional para localizar los operandos si es que existen Posibles formatos de instrucción: UNAN-Leon Introducción 9

Tipos de instrucciones n n n n De transferencia de datos n Mem – Mem, Mem – Reg, Reg – Mem, Reg - Reg Operaciones de dos elementos n ADD, SUB, AND, OR, XOR, etc. Operaciones de un elemento n Rotaciones, desplazamientos, negaciones, etc. Comparaciones y saltos condicionales n Saltos si igual, mayor, menor, etc. Llamadas y retornos a procedimientos n CALL y RET Llamada al sistema n SVC, SYSCALL, INT X, etc. Control de bucles n LOOP, DJNZ, etc. Entrada y salida n IN y OUT UNAN-Leon Introducción 10

Eventos síncronos y asíncronos n n n Un evento síncrono es aquel que se produce ligado al flujo de ejecución del programa. Un evento asíncrono es aquel que se produce de un modo independiente al flujo de ejecución del programa. Los eventos síncronos son reproducibles, cosa que no ocurre con los asíncronos. Un evento síncrono se desencadena siempre en el mismo punto de un programa si las condiciones son las mismas. Como ejemplos de los primeros podemos poner los traps y las llamadas al sistema. Como ejemplo de los segundos tenemos las interrupciones. UNAN-Leon Introducción 11

Traps n n n Un trap es un evento síncrono que provoca la activación automática de un procedimiento iniciado como consecuencia de una condición especial. El procedimiento ejecutado cuando se produce el trap se denomina manejador de trap. Ejemplos: Overflow n División por cero n Violación de acceso a memoria n Fallo de página n Instrucción ilegal, etc. n UNAN-Leon Manejador del trap Introducción 12

Interrupciones n n Una interrupción es un evento asíncrono que provoca el cambio del flujo de control de un programa. Al producirse la interrupción se invoca de modo automático a un procedimiento conocido normalmente como manejador de interrupción. Cada interrupción lleva asociada una prioridad. Vinculadas a las interrupciones existen una serie de acciones hardware y software. UNAN-Leon Introducción 13