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A lo largo del tiempo, el hombre ha ido evolucionando creando
cada vez artefactos más novedosos
facilitando los trabajos en la vida, empezando por una computadora,
la cual con lo largo del tiempo fue
siendo modificada reduciendo su tamaño y mejorando su capacidad y
velocidad de reacción, lo cual no
podría ser posible sin los microprocesadores.
El computador en si es un ayudante muy importante y el se compone
de muchos euipos como lo son! el
monitor, el mouse, el teclado, el "#$, las tarjetas, las memorias y
uno de los componentes más importantes como el procesador.
Estas componente lo definiremos detalladamente para poder lograr
entender para u% utilizamos este
compenente y así afianzar nuestros conocimientos.
*+ué es un procesador,
El microprocesador es el circuito integrado central y más complejo
de un
sistema informático&se le suele llamar el 'cerebro( de un
computador.
Es el encargado de ejecutar los programas, desde el sistema
operativo
hasta las aplicaciones de usuario& realizando operaciones
aritm%ticas y
lógicas simples, tales como sumar, restar, multiplicar, dividir,
las lógicas
binarias y accesos a memoria.
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Esta unidad central de procesamiento está constituida,
esencialmente, por registros, una unidad de
control, una unidad aritm%tico lógica y una unidad de cálculo en
coma flotante.
El microprocesador está conectado generalmente mediante un zócalo
específico de la placa base de la
computadora& se le incorpora un sistema de refrigeración ue
consta de un disipador de calor fabricado
en alg)n material de alta conductividad t%rmica, como cobre o
aluminio, y de uno o más ventiladores ue
eliminan el e*ceso del calor absorbido por el disipador. Entre el
disipador y la cápsula del
microprocesador usualmente se coloca pasta t%rmica para mejorar la
conductividad del calor. E*isten
otros m%todos más eficaces, como la refrigeración líuida o el uso
de c%lulas peltier para refrigeración
e*trema, aunue estas t%cnicas se utilizan casi e*clusivamente para
aplicaciones especiales, tales como
en las prácticas de overcloc+ing.
a medición del rendimiento de un microprocesador es una tarea
compleja, dado ue e*isten diferentes
tipos de -cargas- ue pueden ser procesadas con diferente
efectividad por procesadores de la misma
gama. $na m%trica del rendimiento es la frecuencia de reloj ue
permite comparar procesadores con
n)cleos de la misma familia, siendo este un indicador muy limitado
dada la gran variedad de diseños con
los cuales se comercializan los procesadores de una misma marca y
referencia. $n sistema informático
de alto rendimiento puede estar euipado con varios
microprocesadores trabajando en paralelo, y un
microprocesador puede, a su vez, estar constituido por varios
n)cleos físicos o lógicos. $n n)cleo físico
se refiere a una porción interna del microprocesador
cuasiindependiente ue realiza todas las
actividades de una "#$ solitaria, un n)cleo lógico es la simulación
de un n)cleo físico a fin de repartir de
manera más eficiente el procesamiento.
istoria . eo!ución de !os procesadores
A mediados de los años /0 se fusionaron dos campos de la
tecnología, los semiconductores 1debido a la
invención de los transistores en el año 23456 y la computación,
logrando así dar origen a los
procesadores, más específicamente a los microprocesadores.
Entre /7 y 200 circuitos integrados reuerían las primeras
calculadoras electrónicas. uego la
aruitectura básica de redujo con el fin de crear un circuito
integrado simple, este fue llamado
microprocesador.
(ntecedentes
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v E89A" 1Electronic 8umeric 9ntegrator and "alculator6! "onsiderado
como el primer computador, poseía un
procesador de multiciclo de programación cableada, es decir, la
memoria solo contenía datos, pero no
v E:;A" 1Electronic :iscrete ;ariable Automatic "omputer6! <ue
la primera mauina
ue contenía datos y programas en la misma memoria, se le llamó
procesador de
multiciclo.
v 9=> /0?0! <ue la primera máuina en tener un procesador
segmentado, desde
entonces la segmentación ha sido fundamental en la aruitectura de
los
computadores.
v 9=>
[email protected]! Be hicieron muchos avances en la aruitectura
segmentada, se
v Cohn "oc+e propuso la segmentación superescalar, el cual consiste
en ejecutar muchas instrucciones
simultáneamente en el mismo procesador, los primeros procesadores
de este tipo fueron los 9=> #oDer
2.
1971
9ntel 4004! <ue el primer microprocesador comercializado. Balió
al mercado en noviembre de 23/2.
#oseía una "#$ de 4 bits, fue el primero en tener un chip simple.
1974
9ntel 5005! El i5005 emplea direcciones de 24 bits, pudiendo
direccionar hasta 24 F= de memoria. <ue
creado inicialmente para el terminal programable :atapoint GG00 a
pedido de "omputer Herminal
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>IB @70G! <ue un procesador de 5 bits desarrollado por >IB
Hecnology. Balió la venta con la premisa
de ser el "#$ más barato y completo del mercado, alrededor de un
se*to de precio, o incluso menos,
J 1976
Kilog K50! <ue un procesador de 5 bits, fue creado por la
compañía Kilog, y tuvo una gran popularidad en
los años 50. Be usó en varios computadores como el Binclair
KLBpectrum y el Amstrad "#". <ue uno
1978 9ntel
[email protected] M 1979 9ntel 5055
<ueron dos procesadores de
[email protected] bits desarrollados por 9ntel en
23/5, los cuales iniciaron la aruitectura
*
[email protected] Entre el
[email protected] y el i5055 se diferencian en ue el i5055
utiliza un bus e*terno de 5 bits, con el fin de
usar circuitos de soporte más económicos.
1982
9ntel
[email protected]! <ue un procesador de
[email protected] bits del tipo de *
[email protected], fue
el más utilizado en los 9=> #" y en otros
computadores parecidos en los años 50.
1985
9ntel
[email protected]! #rocesador de aruitectura *
[email protected], prototipo de tercera
generación *
[email protected] Be usó en varios
computadores durante los años 50 y principios de los 30.
1985
A>:
[email protected]! #rimer procesador desarrollado por A>:.
Henía cualidades semejantes y compatibilidad de
200N con el 9ntel
[email protected], lo ue le costó varios problemas legales
por parte de 9ntel, acusándolos de
copiar su tecnología. #oseía una velocidad de 40 >Oz, superior a
la de 9ntel, el cual solo tenía ?? >Oz.
1989 9ntel
[email protected]! #rocesador de ?G bits de aruitectura de *
[email protected]
>ucho mejor optimizado ue su predecesor el
1993
9ntel #entium! >icroprocesador de *
[email protected] 9ntel lo llamo #entium en
lugar de
[email protected] ya ue la competencia
utilizaba hasta ahora los mismos n)meros ue usaba 9ntel en
procesadores euivalentes 1A>:
[email protected], 9=>
[email protected]
1993
A>: F7! >icroprocesador de *
[email protected] <ue competencia
directa del 9ntel #entium. Es el primer procesador
desarrollado propiamente por A>:.
1995
9ntel #entium #ro! Es de se*ta generación de aruitectura *
[email protected]
pesar de su nombre, es completamente
distinto a 9ntel #entium, ya ue se basó en el auel entonces nuevo
n)cleo #@ 1ejecución desordenada,
ejecución especulativa y una tubería adicional para instrucciones
sencillas6.
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1997
9ntel #entium 99! :e aruitectura *
[email protected] >ejoraron el #entium #ro
con respecto al rendimiento en la
ejecución de código de
[email protected] bits. #oseía ?G F= de memoria cach%
[email protected]
F= para datos y otros
[email protected] F= para
instrucciones6.
1997
A>:
[email protected]! #rocesador con cualidades parecidas al #entium 99,
pero mucho más barato, lo cual le dio una
1999
9ntel #entium 999! <ue una modificación del #entium #ro, de
aruitectura
[email protected]@, las primeras versiones
fueron similares al #entium 99 con algunas diferencias.
2000
#entium 4! Es un procesador de s%ptima generación de aruitectura
*
[email protected] <ue el primer procesador con
un diseño nuevo desde #entium #ro.
2000
A>: Athlon L#! #rocesador de s%ptima generación de
aruitectura *
[email protected] En alg)n momento tuvo
liderazgo de rendimiento frente a 9ntel. A>: continuaría
utilizando el nombre Athlon en sus siguientes
procesadores.
2004
A>: Athlon @4! #rocesador de octava generación de *
[email protected]
#oseía un circuito propio integrado al
microprocesador, lo ue le da mejor rendimiento ue los otros Athlon
anteriores.
2006
9ntel "ore :uo! #rocesador de doble n)cleo y "#$s G*G de módulo
multichip. <ue un gran salto en
2007
A>: #henom! #rimera generación de procesadores de tres y
cuatro n)cleos basados en la aruitectura
F20. <ue diseñado para el uso inteligente de energía y recursos
del sistema. A pesar de su potencia no
llegaron a igualar el rendimiento de la serie "ore G :uo de 9ntel.
2008
9ntel "ore 9 series! #rocesadores separados en "ore i?, "ore i7 y
"ore i/. :iseñados cada uno para
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A>: #henom 99! ;ersión mejorada del #henom original, el
cual con cuatro n)cleos es capaz de alcanzar
los ?,G POz
2011
El 9ntel "ore Bandy =ridge! legan para reemplazar los chips
8ehalem, con 9ntel "ore i?, 9ntel "ore i7 e
9ntel "ore i/ serie G000 y #entium P. Es la segunda generación de
los 9ntel "ore con nuevas
instrucciones de
[email protected] bits, duplicando el rendimiento, mejorando el
desempeño en ?: y todo lo ue se
relacione con operación en multimedia. 9ncluye una P#$ integrada de
hasta 2G unidades de ejecución
2011
El A>: <usion! A>: <usion es el nombre clave para
un diseño futuro de microprocesadores Hurion,
producto de la fusión entre A>: y AH9, combinando con la
ejecución general del procesador, el proceso
de la geometría ?: y otras funciones de P#$s actuales. a P#$
1procesador gráfico6 estará integrada
en el propio microprocesador. Estando disponibles los primeros
modelos 1Intaro y Kacate6 para
ordenadores de bajo consumo, dejando el legado de las gamas medias
y altas 1lano, =razos y
=ulldozer6
0 2012
El 9ntel "ore 9vy =ridge! 9vy =ridge es el nombre en clave de los
procesadores conocidos como 9ntel
"ore de tercera generación. #asamos de los ?G nanómetros de ancho
de transistor en Bandy =ridge a
los GG de 9vy =ridge. Esto le permite meter el doble de ellos en la
misma área. $n mayor n)mero de
transistores,es decir, este será capaz de hacer un mayor n)mero de
tareas al mismo tiempo.
2013
El 9ntel "ore OasDell! #rocesadores de cuarta generación de 9ntel
"ore. Bon la corrección de errores de
la tercera generación e implementan nuevas tecnologías gráficas
para el gamming y el diseño gráfico, funcionando con un menor
consumo y teniendo un mejor rendimiento a un buen precio. "ontinua
como
su predecesor en GG nanómetros pero funciona con un nuevo soc+et
con clave 2270. Hienen un costo
elevado a comparación con los A#$Qs y <L de A>: pero tienen
un mayor rendimiento.
Composición de un Procesador
El microprocesador es como la computadora digital porue ambos
realizan cálculos bajo un programa de
control. El microprocesador es algunas veces llamado unidad
microprocesadora 1>#$6. En otras
palabras, el microprocesador es una unidad procesadora de datos. En
un microprocesador se puede
diferenciar diversas partes!
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/ncapsu!ado! es lo ue rodea a la oblea de silicio, para
darle consistencia, impedir su deterioro ej!
o*idación por el aire, y permitir el enlace con los conectores
e*ternos
. Memoria cac1é! es una memoria ultrarrápida ue emplea el
procesador para tener alcance directo
a ciertos datos ue serán utilizados en las siguientes operaciones,
sin tener ue acudir a la memoria
RA>, reduce así el tiempo de espera para aduirir datos. Hodos
los microprocesadores compatibles
con #" poseen la cach% interna de primer nivel& es decir, la ue
está dentro del micro, encapsulada
con %l. os más modernos incluyen otro nivel de cach%, más grande,
aunue menos rápida, es la
cach% de segundo nivel e incluso los hay con memoria cach% de
nivel
Coprocesador matem2tico! unidad de coma flotante. Es la
parte especializada en esa clase de
cálculos matemáticos, antiguamente estaba en otro chip. Esta parte
está considerada como una
parte lógica junto con los registros, la unidad de control, memoria
y bus de datos.
)e#istros! son básicamente una memoria peueña con fines
especiales ue el micro tiene
disponible para algunos usos particulares. $n grupo de registros
está diseñado para control del
programador y hay otros ue no son diseñados para ser controlados
por el procesador pero la "#$
los utiliza en algunas operaciones, en total son treinta y dos
registros.
Memoria! a memoria es una parte interna de la computadora y
su función esencial es proporcionar
un espacio de almacenamiento para el trabajo en curso.
Puertos! "ualuier parte de la circuitería de la computadora
con la cual el procesador necesita
comunicarse, tiene asignado un n)mero de puerto ue el procesador
utiliza como si fuera un n)mero
de tel%fono para llamar circuitos o a partes especiales.
3uncionamiento
El microprocesador ejecuta instrucciones almacenadas como n)meros
binarios organizados
secuencialmente en la memoria principal. a ejecución de las
instrucciones se puede realizar en varias
fases!
Fetch, envío de la instrucción al decodificador
Decodificación de la instrucción, es decir, determinar u%
instrucción es y por tanto u% se debe
hacer.
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Lectura de operandos 1si los hay6.
Ejecución, lanzamiento de las máuinas de estado ue llevan a
cabo el procesamiento.
Escritura de los resultados en la memoria
principal o en los registros.
"ada una de estas fases se realiza en uno o varios ciclos de "#$,
dependiendo de la estructura del
procesador, y concretamente de su grado de segmentación. a duración
de estos ciclos viene
determinada por la frecuencia de reloj, este reloj, en la
actualidad, genera miles de megahercios.
(r4uitectura de !os Procesadores
$n procesador, en su interior, no es más ue un conjunto de bloues
interconectados entre si. "ada uno
de estos realiza una función. El diseño de esos elementos y cómo se
interconectan es lo ue se llama
aruitectura.
#ara funcionar, una computadora lee instrucciones y datos. a
velocidad a la ue lee datos y realiza
cálculos, viene determinada por la famosa frecuencia de
funcionamiento ue puedes ver en cualuier
folleto de un micro. Bin embargo, gracias a los avances producidos
en el diseño de la aruitectura, las
prestaciones cada vez dependen menos de esa frecuencia de
funcionamiento. #uede ocurrir, por tanto,
ue un micro con una menor velocidad sea capaz de realizar más
tareas.
#ara entenderlo, hay ue revisar un poco la historia. "uando se
crearon los primeros microprocesadores,
estos sólo eran capaces de realizar una operación en cada ciclo de
reloj. Bin embargo, gracias a cambios aruitectónicos, cualuier
procesador actual es capaz de procesar varias instrucciones al
mismo
tiempo. #or supuesto, cada aruitectura, será más eficiente al
ejecutar unas u otras operaciones.
Aparte de eso, cuando se cambia la aruitectura, se pueden
añadir más bloues ue ejecuten nuevas
instrucciones. Es lo ue ocurre con los conjuntos de instrucciones
BBE y A;L. Estas, permiten acelerar
ciertos cálculos asociados a programas matemáticos, científicos,
financieros y de seguridad. Al
implementar estos bloues, se consigue aumentar la velocidad de
ejecución de forma radical, pero se
necesita ue los desarrolladores de softDare vuelvan a crear los
programas de nuevo.
La bata!!a de !os Procesadores
os procesadores se han liderado por dos empresas las cuales se han
sabido ganar el campo de los
procesadores.
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Henemos a 9ntel por un lado, una empresa ue se ha enfocado en el
ámbito de la parte 1offimatica6, por
así decirlo un rendimiento domiciliario, en donde la velocidad de
cálculo es muy destacada, para navegar
y trabajar con gran eficiencia. Al ser procesadores de alta
calidad, su precio es superior.
#or otro lado, tenemos a A>:, una empresa ue vio su oportunidad
de negocio, al notar los altos precios
de los procesadores 9ntel, y pensaron en por u% no hacer
procesadores a un
precio accesible al bolsillo, se centraron en crear varios modelos
de
procesadores aunue a diferencia de los 9ntel, estos contaban con
un
procesador matemático y uno gráfico internamente, por lo cual son
de gran rendimiento en programas de
diseño gráfico1aruitectos, etc6 y en otros usos, como juegos,
etc.
En el año 233G 9ntel saca a la venta el >icroprocesador #entium
2, un microprocesador eficaz y veloz
para el momento y logra poner a intel en la cima de la montaña de
los #rocesadores..
Biguiendo atras A>: con su microprocesador +7, un
microprocesador de menos prestaciones ue el
#entium 2, pero a la vez de un precio mucho más accesible.
Hiempo despu%s 9ntel larga a la venta el #entium G con muchas
mejores prestaciones las cuales lo
seguía posicionando en el primer lugar.
A>: saca un nuevo microprocesador llamado
[email protected], pero las
prestaciones de este aun no lograba ponerlo
a la altura de los #entium.
#ero al ser muy caros los #entium, 9ntel debía sacar un procesador
secundario para ue sea más
accesible para la gente, pero con menos prestaciones. Hiempo
despu%s intel saca sus "eleron con
menos prestaciones.
>ientras A>: estrena su
[email protected] G, aunue A>: aun no lograba
buenos microprocesadores ue estuviesen
a la altura de los pentium.
Hiempo despu%s 9ntel saca su pentium ? y celeron,dos
microprocesadores de diferentes calidades muy
potentes pero muy costosos.
A>: se iluminó y trajo consigo los primeros Athlon, estos
microprocesadores eran muchos más rápidos,
contaban con 2 POz lo cual superaba a los pentium en todo sentido,
eran mejores y más económicos,
A>: descubrió una tecnología gráfica ue integraba a sus
microprocesadores la cual 9ntel no pudo
superar.
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Estas grandes empresas dejaron de compartir los soc+et y comenzaron
a utilizar soc+et específicos, lo
cual significaba ue cada placa madre iba a estar diseñada
específicamente para una de estas dos
empresas, lo cual dividía el campo de las computadoras
definitivamente en A>: o 9ntel..
9ntel saca a la venta su pentium 4 para soc+et 4/5 y el celeron de
calidad más baja
A>: llega de nuevo con mucha fuerza con su nuevo Athlon de
calidad alta y el :uron de calidad baja
para soc+et
[email protected], A>: se encontraba liderando el mercado ya ue
tenia mas prestaciones y mejores
precios, más accesibles ue 9ntel.
9ntel decía tener mas prestaciones de las ue realmente tenía, sus
microprocesadores del doble de
rendimiento de los de A>: no podían llegar a igualarlos, en
cambio A>: dejo de imprimir sus
velocidades en sus micros, solo daba un codigo ue podía decir la
velocidad poni%ndolo en una pagina
alemana, ue revelaba sus características.
En la actualidad 9ntel decidió acordar un pacto con
A>: para dedicarse los dos a una rama diferente
uno en Iffimatica y el otro en Prafica, y asi no
tener competencias, compartiendo informacion y
tecnologia ue les pueda servir a uno o el otro
referente a su tema.
A>: compró por su lado la compañía de tarjetas gráfica AH9
Radeon, ahora sus
computadoras vienen junto a una tarjeta gráfica AH9 Radeon
integrada, las cuales son de
una gran "alidad.
9ntel por su cuenta con sus propias tarjetas gráficas integradas,
de la
serie 9ntel O: Praphics ue son sus tarjetas de video basicas y
tambien
cuentan con la compañía 8vidia con la cual desarrollan tarjetas
gráficas
de gran nivel y más avanzadas.
/! futuro de !os procesadores
8/16/2019 Trabajo sobre la historia de los procesadores
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a táctica ya conocía ue utiliza intel, Hic+Hoc+, ya no es sorpresa
el día de hoy. El cambio de
aruitectura, seguido por un cambio en la tecnología de fabricación,
es normal para la compañía azul, y
si todo va como planean, tan pronto como llegue el año G025
tendríamos procesadores de 20nm.
los germanos de computer base establecieron esta tabla diciendo ue,
OasDell será el reemplazante de
9vy =ridge para cuando llegue el año G024, y pasará a los 24nm
durante alg)n momento del G027 como
Roc+Dell. #osteriormente aparecerá B+yla+e a finales del
[email protected]
usando la misma fabricación durante
todo el G02/, y el año G025 será el turno de B+ymont, ue usará
transistores de 20nm, tan fino como una
partícula del humo de tabaco, y casi tan delgado como la membrana
celular.
Esto básicamente confirma la intención de 9ntel para mantener una
aruitectura andando por un má*imo
de dos años y medio en el mercado para ser reemplazado por otra,
con una variación de menor calibre
despu%s de un tiempo. pero obviamente no podemos saber e*actamente
si estos futuros proyectos
realmente van a realizarse o simplemente uedarán en un estado Spor
terminarT
La propuesta 4ue nos tiene (M7
a apuesta del futuro de A>: es el camino de la innovación
propia. Bi 9ntel por su lado es sinónimo de potencia bruta y
miniaturización, A>: uiere cambiar la batalla de los
microprocesadores a otro campo muy diferente! el de la unificación
de tareas y la simplificación de sistemas.
#or ello, A>: presenta su nueva generación de A#$s 1Accelerated
#rocessing $nits6 llamada Faveri 1procesadores ue llevan dentro
tambi%n el chip gráfico6, ue reducirán el consumo el%ctrico y el
coste
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de integrar estos sistemas en cajas más peueñas, pero a su vez
manteniendo un buen rendimiento gráfico, al estar ambos
procesadores 1P#$ y "#$6 en la misma oblea.
#odemos pensar ue esto ya se lleva haciendo desde hace años y no
tiene ning)n misterio. U además, ue las gráficas integradas con el
procesador suelen ser muy d%biles. #ues es precisamente este tópico
el ue A>: uiere desmentir precisamente. Faveri tendrá unas
especificaciones muy jugosas!
El modelo presentado tendrá 4 n)cleos de "#$, 5 n)cleos gráficos
P#$, con potencia euivalente a una Radeon O: //70, ue si bien no
sirve para ejecutar juegos demasiado SpesadosT en correcta forma,
sí
da la potencia suficiente para ejecutar la mayoría de videojuegos
en detalles medios a un resolución
aceptable.
a disponibilidad de estas A#$s tendrá versiones para ordenadores de
escritorio, y más tarde versiones
para servidor y portátil. Además, incluirán mejoras sonoras y serán
compatibles con la nueva tecnología
de renderizado y programación de A>: ue hará ue en los juegos
compatibles el rendimiento
aumente drásticamente.
Conc!usión
Al finalizar este trabajo hemos podido conocer más sobre los
procesadores y su forma de funcionar en
un computador junto con su historia, estos componentes sean
modificados en transcurso de los años.
os procesadores de las grandes compañías son tan buenos ue son
reconocidos en todo el mundo.
El procesador es una pieza muy importante del computador y sin este
el computador no puede funcionar
correctamente, podemos decir ue hemos logrado entender para ue
utilizamos este importante componente ue denominamos procesador y
como ha mejorado la vida de las personas.
Biempre ha e*istido la disputa de cual empresa vendria a ser la
mejor, dicho todo lo anterior, nos
podemos dar cuenta ue todo dependerá del uso ue le demos, del
precio ue nosotros estemos
dispuesto a pagar, y ue modelos se están comparando, ya ue la
cantidad de procesadores ue se
encuentran hoy en día es enorme, lo cual da para tener un gran
catalogo para elegir, dependiendo de lo
ue busuemos.
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1ttp:;;;<informaticamoderna<comistoria=de=!os=microprocesadores
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'5%6 J
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