Máquinas secuenciales (página 2)

Máquinas secuenciales Toda máquina secuencial requiere de un “marcapaso” que indique cada cuándo se debe ejecutar una instrucción básica. Los diseñadores de computadoras buscan la más alta velocidad de ejecución, limitada por la construcción de las componentes. En computadoras electrónicas, el reloj lo marca un oscilador de cuarzo, de precisión muy alta (una parte en 106)

Máquinas secuenciales Aparte de el recurso de aumentar la frecuencia de oscilación del reloj, la velocidad de una computadora se puede incrementar utilizando varios procesadores que trabajan concurrentemente. El problema ahora es la sincronización de los diversos procesadores. Enseguida, se describen algunas de las arquitecturas más comunes de computadoras multiprocesadores.

Máquinas secuenciales Las computadoras multiprocesadores en “Pipeline” o líneas de ensamble, se configura en una línea donde cada procesador realiza una operación única sobre un conjunto de datos.

Máquinas secuenciales Las computadoras multiprocesadores en paralelo efectúan las mismas operaciones a un conjunto de datos en forma paralela. Los procesadores trabajan síncronamente.

Máquinas secuenciales Las computadoras multiprocesadores en arreglo, efectúan simultáneamente operaciones en pipeline y en paralelo.

Máquinas secuenciales Las computadoras multiprocesadores distribuidas, usan un procesador dedicado para realizar tareas específicas. Las PC aprovechan esta arquitectura para obtener una mayor potencia de cómputo.

Discusión 1 Un fabricante de cañones militares, le solicita a Ud. Tablas balística para diferentes ángulos de elevación y diferentes velocidades de salida del proyectil. Los cálculos se harán con calculadoras de bolsillo, por lo que se decide contratar cuarenta calculistas para realizar las operaciones. Discuta la manera de organizar los calculistas para realizar las operaciones. Analice el trabajo de coordinación, realizada por uno o más coordinadores designados.

Máquinas secuenciales Análisis de ondas, segunda parte. De la misma manera que los vectores se pueden descomponer en componentes mutuamente ortogonales, las señales periódicas se pueden descomponer en “funciones ortogonales”, es decir funciones que son mutuamente independientes.

Máquinas secuenciales Para una señal periódica, las componentes mutuamente ortogonales son las funciones senoidales armónicas en múltiplos enteros más las funciones cosenoidales en múltiplos enteros, es decir:

Máquinas secuenciales Por ejemplo, una señal periódica cuadrada, se puede descomponer en sus componentes senoidales de la siguiente manera:

Máquinas secuenciales Hay dos maneras de describir una función periódica, la primera como una función que depende del tiempo. La ecuación resultante puede ser muy complicada, como en el caso de la función de pulso cuadrado. Alternativamente, una función se puede describir en término de sus componentes de frecuencia. Describir una señal armónica, requiere describir las amplitudes de sus componentes armónicas.

Máquinas secuenciales Las dos gráficas de la derecha, describen la misma señal de pulso cuadrado. Una es función del tiempo, mientras que la segunda es función de la frecuencia.

Máquinas secuenciales El contenido armónico de una señal de audio, distingue los tonos provenientes de diferentes instrumentos musicales. El oído distingue un piano de un violín y una flauta gracias al contenido armónico que es diferente para cada instrumento. En el caso de la luz, los colores del espectro (arcoiris ) son las componentes fundamentales de la luz. El color de un objeto depende del contenido de las diferentes componentes de luz espectral. La luz blanca es el resultado de mezclar todos los colores del espectro.

Discusión 2 Describa un dispositivo que proporciona las componentes de una oscilación de ondas electromagnéticas. Describa un dispositivo que proporciona las componentes de una oscilación de audio. Discuta la utilidad de conocer las componentes en frecuencia de una señal de audio. Discuta la utilidad de conocer las componentes en frecuencia de una señal sísmica.