Arquitecturas de Computadoras con Multiprocesamiento: Tipos y Estructuras

Arquitecturas de Computadoras de Multiprocesamiento

Multiproceso Simétrico (SMP)

SMP es el acrónimo de Symmetric Multi-Processing (Multiproceso Simétrico). Se trata de un tipo de arquitectura de ordenadores en que dos o más procesadores comparten una única memoria central. La arquitectura SMP, también llamada UMA (Uniform Memory Access), se caracteriza por el hecho de que varios microprocesadores comparten el acceso a la memoria y periféricos de E/S, normalmente conectados por un bus común.

Clasificación de las CPU de Multiprocesamiento

• SISO (Single Instruction, Single Operand): Computadoras independientes.
• SIMO (Single Instruction, Multiple Operand): Procesadores vectoriales.
• MISO (Multiple Instruction, Single Operand): No implementado.
• MIMO (Multiple Instruction, Multiple Operand): Sistemas SMP, clústeres.

Sistemas Multiprocesador

Los sistemas multiprocesador (basados en Sistemas Operativos Multitarea) consisten en un conjunto de procesadores conectados mediante una red de comunicaciones a los dispositivos de almacenamiento (memoria). Hay varios posibles esquemas (topologías) de interconexión o implementación.

Topologías de Interconexión

Red Cúbica 3D o Hipercubo, Red en Anillo, Red en Estrella, Red totalmente conectada, Red en Bus, Red Matricial, Red en Árbol.

Se conocen como simétricos, ya que ningún procesador toma el papel de maestro y los demás de esclavos, sino que todos tienen derechos similares en cuanto al acceso a la memoria y periféricos, y ambos son administrados por el sistema operativo. Es decir, compiten en igualdad de condiciones por dicho acceso, de ahí la denominación “simétrico”.

Los Sistemas de Multiproceso Simétrico permiten que cualquier procesador trabaje en cualquier tarea sin importar su localización en memoria. Con un propicio soporte del sistema operativo, estos sistemas pueden mover fácilmente tareas entre los procesadores para garantizar eficientemente el trabajo.

Estructura de una PC de Escritorio

La Estructura Interna de la PC la conforman cada uno de los chips (Circuitos Integrados) que se encuentran en la placa base o tarjeta madre (motherboard). Estos son:

• BIOS (ROM): Interfaz entre el hardware y el Sistema Operativo.
• Caché (Memoria): Aceleración de Programas.
• Chipset (Norte y Sur): Modulación de Buses.
• Puertos USB, Serial, Paralelo, etc.
• Zócalo ZIF (Zero Insertion Force) para el uP.

Ranuras de Expansión

• Ranuras PCI: Interconexión de Componentes Periféricos.
• Ranuras DIMM: Dual In-line Memory Module.
• Ranuras SIMM: Single In-line Memory Module.
• Ranuras AGP: Puerto de Aceleración de Gráficos.
• Ranuras ISA: Industrial Standard Adapter.
• Pila – Batería: Para mantener operando el BIOS y el Reloj.
• Conector disquetera: Lectora de Disquetes.
• Conector electrónico (Red).
• (disco duro).

Unidad Central de Procesos (CPU)

Los Componentes son CPU, Memoria y Dispositivos de E/S.

La CPU es conocida también como el cerebro de la computadora. Ésta no realiza las instrucciones, solo ordena a los dispositivos que realicen las actividades ordenadas a la computadora.