Taller Consolidado

Historia de la Computacion + Arquitectura CISC vs RISC
Analisis Historico Arquitectura CISC Arquitectura RISC
Trabajo en parejas | Duracion total: 90 minutos | Arquitectura de Computadores

Instrucciones para el Taller

1

Evolucion Historica de las Arquitecturas: De CISC a RISC y de Vuelta

Tiempo estimado: 30 minutos

Pregunta de Analisis

La arquitectura CISC domino las generaciones 3, 4 y 5 de computadoras (1964-1989), mientras que RISC resurgio con fuerza en la 6ta generacion (1990-presente) y ahora invade mercados tradicionalmente CISC. Analicen las causas historicas y tecnicas de este ciclo, respondiendo:

  1. Por que el IBM System/360 (1964, 3ra generacion) adopto CISC como solucion a los problemas de su epoca? Que limitaciones de hardware hacian atractiva una instruccion compleja que hiciera el trabajo de varias simples?
  2. Por que, a pesar de que el IBM 801 (1975, final de la 3ra generacion) demostro que RISC era tecnicamente superior en rendimiento, CISC siguio dominando durante las generaciones 4 y 5 (1971-1989)? Que factores de mercado, software y compatibilidad explican esto?
  3. Que cambio en la 6ta generacion (1990-presente) hizo que RISC (ARM) pasara de ser una arquitectura "de nicho" a dominar el 99% de los smartphones y ahora invadir laptops y servidores? Como se relaciona esto con el concepto de SoC (System on a Chip)?
Pistas de consulta: Revise en la guia de Historia las secciones de "Generaciones 3, 4, 5 y 6" y compare con la seccion "Evolucion y Convergencia" de la guia CISC vs RISC. Preste atencion a la analogia del "huevo frito" y al contexto de memoria escasa vs memoria barata.
Guia de Analisis (para estructurar su respuesta)
  • Contexto historico: que tecnologia de fabricacion existia en cada generacion?
  • Limitaciones de memoria: cuanto costaba la RAM en los 60s vs hoy?
  • Factor software: que peso tenia la compatibilidad hacia atras (x86 legacy)?
  • Factor economico: que arquitectura era mas barata de fabricar y por que?
  • Convergencia actual: por que los x86 modernos son "internamente RISC"?

Entregable de la Pregunta 1

  • Una linea de tiempo dibujada a mano o digital que muestre: generacion, arquitectura dominante, tecnologia clave y razon del dominio.
  • Un parrafo argumentado (minimo 150 palabras) respondiendo: "Si la memoria hubiera sido tan barata en 1964 como lo es hoy, habria dominado CISC o RISC desde el inicio?"
2

Diagnostico de Arquitectura: De los Mainframes a los SoCs Modernos

Tiempo estimado: 30 minutos

Pregunta de Analisis

Elijan TRES dispositivos de la historia de la computacion (uno de la 1ra o 2da generacion, uno de la 4ta generacion, y uno de la 6ta generacion). Para cada uno, analicen:

  1. Identificacion: Cual es el procesador exacto (si se conoce), que arquitectura usa (CISC, RISC, o pre-arquitectura definida), y como se relaciona con las tres capas de abstraccion (ISA, Microarquitectura, Hardware real).
  2. Decision de diseno: Por que los ingenieros de esa epoca eligieron esa arquitectura y no otra? Que restricciones fisicas (tamano, consumo, memoria, costo) justifican la eleccion?
  3. Conexion moderna: Si ese mismo dispositivo se redisenara hoy con tecnologia de 2024, mantendria la misma arquitectura o cambiaria? Justifiquen con datos de las tablas comparativas de la guia CISC vs RISC (consumo, TDP, TOPS, etc.).
Pistas de consulta: En la guia de Historia busquen: ENIAC (1ra gen, tubos al vacio), IBM PC 5150 (4ta gen, Intel 8086 x86), Apple M4 (6ta gen, ARM). En la guia CISC vs RISC comparen las tablas de "Tres Arquitecturas, Tres Filosofias (2024)" y "De la PC Tradicional al SoC Moderno".
Documento 1: Historia

Generaciones, tecnologia dominante, dispositivos iconicos, contexto de epoca

Documento 2: CISC vs RISC

ISA, microarquitectura, consumo, TDP, TOPS, SoC, comparativas 2024

Guia de Analisis (para estructurar su respuesta)
  • Dispositivo 1 (antiguo): No tiene "arquitectura" en el sentido moderno? Como se programaba?
  • Dispositivo 2 (PC clasica): Por que x86 se volvio estandar? Que papel jugo IBM y Microsoft?
  • Dispositivo 3 (moderno): Por que Apple cambio de Intel (CISC) a Apple Silicon (RISC)?
  • Tabla comparativa: creen una tabla con | Dispositivo | Generacion | Arquitectura | TDP aproximado | Justificacion de la eleccion |

Entregable de la Pregunta 2

  • Una tabla comparativa de los 3 dispositivos con al menos 5 columnas de analisis.
  • Una conclusion grupal (2-3 frases) respondiendo: "La eleccion de arquitectura esta determinada por la tecnologia disponible o por las necesidades del mercado?"
3

Proyeccion al Futuro: La 7ma Generacion y la Arquitectura Post-Silicio

Tiempo estimado: 30 minutos

Pregunta de Analisis

La guia de Historia menciona tres tecnologias emergentes como parte del futuro: Computacion Cuantica, Computacion Neuromorfica y Edge Computing. La guia CISC vs RISC muestra una convergencia donde CISC (x86) se vuelve internamente RISC y RISC (ARM) adopta instrucciones complejas. Considerando estos dos fenomenos, discutan:

  1. La convergencia actual es el fin de la batalla CISC vs RISC? O simplemente significa que las etiquetas ya no sirven? Argumenten con ejemplos concretos de la guia (micro-ops de Intel, RISC-V abierto, ARM pragmatico).
  2. Que arquitectura (o tipo de arquitectura) dominaria una hipotetica "7ma generacion" de computadoras (2030-2040) donde la computacion cuantica, neuromorfica y edge computing sean mainstream? Sera CISC, RISC, una mezcla, o algo completamente nuevo?
  3. Que papel juega la eficiencia energetica (rendimiento por watt) como factor decisivo en esta proyeccion? Conecten esto con el problema de los centros de datos que consumen el 1% de la electricidad mundial y la promesa de las NPUs.
Pistas de consulta: En la guia de Historia revisen la seccion "El Futuro de la Computacion" (cuantica, neuromorfica, edge). En la guia CISC vs RISC revisen "La Batalla Actual 2020-2024", "El Equipo de Procesamiento Moderno: CPU, GPU y NPU", y la conclusion sobre sostenibilidad energetica.
Guia de Analisis (para estructurar su respuesta)
  • Convergencia: si un Intel moderno es internamente RISC, que significa "ser CISC" hoy en dia?
  • Cuanticos: usaran ISA clasica (CISC/RISC) o requeriran un paradigma completamente nuevo?
  • Neuromorficos: Intel Loihi 2 y BrainChip Akida son mas cercanos a RISC (simple, eficiente) o a CISC (complejo, versatil)?
  • Edge: un dispositivo IoT con bateria de 1 semana prefiere CISC o RISC? Por que?
  • Sostenibilidad: la metrica "rendimiento por watt" favorece a quien? Con datos de la tabla Intel vs Apple vs Qualcomm.

Entregable de la Pregunta 3

  • Un mapa conceptual (a mano o digital) que conecte: Generacion 6 (actual) -> Convergencia CISC-RISC -> Tecnologias emergentes -> 7ma Generacion (proyeccion).
  • Una posicion grupal defendida con argumentos: "En 2035, la arquitectura dominante sera ______ porque ______." Deben usar al menos 3 datos numericos de las guias para respaldar su posicion (ej. TOPS, TDP, nm de fabricacion, porcentaje de mercado).

Rubrica de Evaluacion (para el docente)

Criterio Excelente (5) Satisfactorio (3) Insatisfactorio (1)
Uso de fuentes Cita datos especificos de ambos documentos en las 3 preguntas Cita datos de al menos un documento en 2 preguntas No cita datos especificos o confunde las fuentes
Conexion historico-tecnica Relaciona claramente generaciones con decisiones de arquitectura Menciona generaciones y arquitecturas pero sin conectarlas Analiza generaciones y arquitecturas como temas separados
Argumentacion Usa datos numericos (TDP, TOPS, nm, anos) para respaldar cada afirmacion Usa algun dato numerico pero principalmente opiniones Respuestas basadas solo en opinion sin datos
Trabajo en parejas Ambos integrantes participan equitativamente en la discusion Un integrante domina la discusion Participacion desbalanceada o ausente
Creatividad y proyeccion La proyeccion a la 7ma generacion es original y bien fundamentada La proyeccion es generica pero coherente No hay proyeccion o es contradictoria con los datos

Total maximo: 25 puntos | Nota: Se divide entre 5 para obtener nota sobre 5.0

Cierre del Taller: Socializacion (15 minutos)

Al finalizar el tiempo, el docente seleccionara 3 parejas voluntarias para que presenten sus conclusiones al grupo. Cada pareja tendra 3 minutos para presentar la respuesta que consideren mas solida de las tres preguntas.

Formato sugerido de presentacion:

  1. "Nosotros analizamos la pregunta ___ porque..."
  2. "El dato mas revelador que encontramos fue..."
  3. "Nuestra conclusion es... y la respaldamos con..."
  4. "Una pregunta que nos quedo fue..."