Evolución histórica: tecnología, estructura y arquitectura
La velocidad de procesamiento de información de un computador está determinada básicamente por tres elementos: arquitectura, organización (o estructura) y tecnología.
Podemos analizar la influencia de estos elementos en la velocidad de procesamiento de información de un computador teniendo en cuenta que el tiempo T de ejecución de un programa se puede expresar como el producto de tres factores: el número de instrucciones del programa (N), el número medio de ciclos por instrucción (CPI), y el tiempo de ciclo (Tc), como hemos representado en la siguiente figura:
T = tiempo de ejecución del programa
N = número de instrucciones del programa
CPI = número medio de ciclos por instrucción
Tc = tiempo de ciclo
Es decir, mientras la arquitectura influye a través del número medio de ciclos por instrucción y del número total de instrucciones, la organización lo hace a través de éste último y el tiempo de ciclo, mientras que la tecnología lo hace casi exclusivamente a través del tiempo de ciclo (o su inversa, la frecuencia de reloj del procesador). El tiempo de ciclo viene determinado por los tres niveles tecnológicos: físico, electrónico, lógico y trasferencia de registros.
La tecnología ha experimentado una transformación continua durante las últimas décadas. Desde la aparición del primer computador comercial, la industria informática ha pasado por cuatro generaciones de computadores, diferenciadas básicamente por la tecnología de los componentes básicos. Los relés y las válvulas de vacío de 1940 a 1950, los diodos y transistores discretos de 1950 a 1960, los circuitos integrados de pequeña y media escala de integración (SSI/MSI) de 1960 a 1970, y los circuitos integrados de alta y muy alta escala de integración (LSI y VLSI) desde 1970 en adelante. La disminución del tiempo de conmutación de los componentes electrónicos ha repercutido directamente en el aumento de velocidad de los computadores. También el aumento de la capacidad de integración y de encapsulado han repercutido en la misma dirección. Los cambios tecnológicos alteran constantemente las relaciones de compromiso tecnología/organización/arquitectura, obligando a la reconsideración de viejas ideas ante un nuevo avance tecnológico.
Aumento de rendimiento a través de la organización y arquitectura
A lo largo de las últimas cuatro décadas la organización y arquitectura de computadores ha experimentado un desarrollo gradual, no traumático, que ha ido decantando aquellas características responsables de las mejoras de rendimiento.
Fuente: Estructura de Computadores, Facultad de Informática, UCM
