¿QUÉ ES LA ARQUITECTURA DE MÁQUINA?
| TABLA DE CONTENIDO |
| 1 - Modo de operación. 2 - Modo de compatibilidad. 2.1 - Modo heredado de 16 y 32 bits. 2.2 - Modo de 64 bits. 3 - Conclusión. |
Para llegar a entender un poco el porque cada vez que vamos ya sea a
instalar un software o instalar un sistema operativo en la PC se debe tener
en cuenta si es de 32 o 64 bits que comúnmente lo vemos reflejados como x86
o x64 es aquí donde entra un poco la evolución de los procesadores o
microprocesadores.
Hoy en día, mientras las diferentes compañías fabricantes de computadoras
se pelean por tener la PC más potente del mercado bien se sabe que las
computadoras se pueden clasificar de acuerdo con su tamaño, potencia,
precio, aplicaciones, tecnología y otros aspectos de su implementan o
uso.
Pero para entrar en un contexto que puedan entender tenemos que referirnos
a los procesadores de computadoras y para ello, los primeros procesadores
comerciales vieron la luz a en 1971 para ser mas exactos el 15 de noviembre
cuando la empresa Intel presenta el "Intel 4004", para su tiempo el Intel
4004 poseía características únicas con una velocidad de reloj
que sobrepasaba los 100 KHz, disponía de un ancho de bus de 4 bits y
podía manejar un máximo de 640 bytes de memoria.
Los procesadores siguieron avanzando y evolucionando adquiriendo mayores
velocidades pasando por los procesadores Intel 8008 lanzado en abril de
1972, el Intel 8080 en abril de 1974 este fue el primer procesador en ser
usado en una computadora personal el (Altair 8800 de MITS), el Intel 8086
que salió en mayo de 1976 y este era un procesador de 16 bits, hasta
llegar al procesador 8088 que fue el primer procesador que constaba con 32
bits.
Sin duda fue el desarrollo más notable, tanto así que la empresa IBM
“International Business Machines” seleccionó este CPU, cuando en 1981
entro al campo de las computadoras personales y a partir de aquí siguieron
saliendo procesadores como el Intel 80286, el Intel 80386 y el Intel 80486
todos ellos poseían una estructura de 32 bits y una velocidad máxima de 33
y 100 MHz, respectivamente.
Desde 1999 hasta el 2003, AMD amplió esta arquitectura de 32 bits de
Intel a una de 64 bits para computadoras hogareñas a mano de AMD con los
procesadores “Athlon 64”. Estos procesadores llegaban a funcionar con una
velocidad maxima de 3200 MHz (Megahertz) es decir que tenia una velocidad
de 3.2 GHz (Gigahertz).
Este procesador que también se le conoció como x86-64 en los
primeros documentos y posteriormente AMD64, este procesador de 64 bits da
un soporte mucho mayor al espacio de direcciones virtuales y físicas,
proporcionando registros de propósito general de 64 bits.
MODO DE OPERACIÓN
Los procesadores con arquitectura X86-64 mantienen la compatibilidad con
procesadores de la arquitectura IA-32 (x86-32). Por ende en nuestras
computadoras podemos observar que en nuestra raíz del disco duro tenemos dos
carpetas con el nombre de “Archivo de Programa” y “Archivo de Programa
(x86)” véase la siguiente imagen El cual las computadoras con 64 bits pueden
soportar software con arquitectura de 16 bits, 32 bits y 64 bits gracias a
la arquitectura de esta ultima.
MODO DE COMPATIBILIDAD.
El modo de compatibilidad permite a un sistema operativo de 64 bits ejecutar
directamente aplicaciones de 16 y 32 bits sin necesidad de
compilarlas.
En este modo, las aplicaciones pueden utilizar direcciones de 16 y
32 bits, y puede acceder a un espacio de memoria de 4 Gbytes. El tamaño de
los operandos puede ser de 16 y 32 bits. “Es aquí donde podemos daros
cuenta cuando instalamos el sistema operativo de 64 bits tiene como
mínimo tener una memoria RAM de 4 Gbytes”.
Desde el punto de vista de las aplicaciones, se ve como si se
estuviera trabajando en el modo protegido dentro del modo
heredado.
MODO HEREDADO DE 16 Y 32 BITS.
El modo heredado de 16 y 32 bits es utilizado por los sistemas operativos
de de 16 y 32 bits. Cuando el sistema operativo utiliza estos modos, el
procesador actúa como un procesador x86 y solo puede ejecutar códigos de 16 o 32 bits. Este modos solo permite utilizar direcciones de 32
bits, de manera que limita el espacio de direcciones virtual a
4GB.
Dentro de este modo general hay tres modos:
- Modo real.
- Modo protegido.
- Modo virtual 8086.
MODO DE 64 BITS
El modo de 64 bits proporciona acceso a 16 registros de propósito general
de 64 bits. En este se utilizan direcciones virtuales (o lineales) que por
defecto son de 64 bits y se pueden acceder a un espacio de memoria lineal
de 264 bytes.
El tamaño por defecto de los operandos se mantiene de 32 bits para la
mayoría de las instrucciones.
Los elementos que desde el punto de vista del programados son visibles en
este modo de operación son los siguientes:
- Espacio de memoria: Un programa en ejecución es este modo puede acceder a un espacio de direcciones lineal de 264 bytes. El espacio físico que realmente puede dirigir el procesador es inferior y depende de la implementación concreta de la arquitectura.
- Registros: Hay 16 registros de propósito general de 64 bits, que soportan operaciones de byte (8 bits), word (16 bits), double word (32 bits) y quad word (64 bits).
a) - El registro contador de programa (RIP, Instruction pointer
register) es de 64 bits.
b) - El registro de bits de estado también es de 64 bits (RFLAGS).
Los 32 bits de la aparte alta están reservados; los 32 bits de la parte
baja son accesibles y corresponden a los mismos bits de la arquitectura
IA-32 registro (EFLAGS).
c) - Los registros de segmentos en general no se utilizan en el
modo de 64 bits.
CONCLUSIÓN
En fin se puede decir que esto ambos términos de 32 bits y 64 bits hacen
referencias al modo en que el procesador de un equipo administra la
información. Ejemplo: Las versiones de 32 y 64 bits de windows están
diseñadas para ser usadas con ambas arquitecturas.
Las versiones de 64 bits de Windows pueden usar mas memorias que las de
32 bits de Windows. Esto contribuye a minimizar el tiempo dedicado al
intercambio de procesos dentro y fuera de la memoria almacenando un mayor
número de estos procesos en la RAM (Memoria de Acceso Aleatorio) en lugar
en el disco duro. Esto a su vez puede aumentar el rendimiento general de
los programas.
Bibliografía
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