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8/16/2019 Trabajo sobre la historia de los procesadores

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Informe de Sistemas de

Computación

‘Los Procesadores’

Nombres: - Mario Jiménez

- Ian Sepu!eda

- Josué "rte#a

- Sebastian $e#a

Para!e!o : %&'-(

Profesor : "scar Carrasco

)amo : Sistemas de

Computacion

Introducción



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 másimportantes 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.



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

Entre los antecedentes más importantes podemos destacar los siguientes!



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

los programas, a esta t%cnica se le llamó monociclo.

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=> ?@032! Be hicieron muchos avances en la aruitectura segmentada, se

introdujo la dinámica de riesgos de memoria y las estaciones de reserva.

v ":" @@00! #oseía un procesador segmentado, el cual se le considera como el primer supercomputador.

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.

/o!ución de !os procesadores

● 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

"orporation, finalmente no fue utilizado en dicho terminal, así el i5005 se pudo vender a otros clientes.

● 1975



>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,

comparado con otras compañías más grandes como 9ntel o >otorola.

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

de los procesadores más e*itosos de la historia, del cual han salido infinidad de clones.

● 1978 9ntel 505@ M 1979 9ntel 5055

<ueron dos procesadores de 2@ bits desarrollados por 9ntel en 23/5, los cuales iniciaron la aruitectura

*5@. Entre el i505@ 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 50G5@! <ue un procesador de 2@ bits del tipo de *5@, fue el más utilizado en los 9=> #" y en otros

computadores parecidos en los años 50.

● 1985

9ntel 50?5@! #rocesador de aruitectura *5@, prototipo de tercera generación *5@. Be usó en varios

computadores durante los años 50 y principios de los 30.

● 1985

A>: 50?5@! #rimer procesador desarrollado por A>:. Henía cualidades semejantes y compatibilidad de

200N con el 9ntel 50?5@, 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.

Huvo un %*ito aceptable considerando ue 9ntel dominaba el mercado en ese momento.

● 19899ntel 5045@! #rocesador de ?G bits de aruitectura de *5@. >ucho mejor optimizado ue su predecesor el

i50?5@, haci%ndolo el doble de rápido a la misma velocidad del reloj.

● 1993

9ntel #entium! >icroprocesador de *5@. 9ntel lo llamo #entium en lugar de 75@ ya ue la competencia

utilizaba hasta ahora los mismos n)meros ue usaba 9ntel en procesadores euivalentes 1A>: 45@, 9=>

45@6.

● 1993

A>: F7! >icroprocesador de *5@. <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.



● 1997

9ntel #entium 99! :e aruitectura *5@. >ejoraron el #entium #ro con respecto al rendimiento en la

ejecución de código de 2@ bits. #oseía ?G F= de memoria cach% 12@ F= para datos y otros 2@ F= para

instrucciones6.

● 1997

A>: F@! #rocesador con cualidades parecidas al #entium 99, pero mucho más barato, lo cual le dio una

gran aceptación en el mercado, alzándose como un rival fuerte para 9ntel.

● 1999

9ntel #entium 999! <ue una modificación del #entium #ro, de aruitectura i@5@, las primeras versiones

fueron similares al #entium 99 con algunas diferencias.

● 2000

#entium 4! Es un procesador de s%ptima generación de aruitectura *5@. <ue el primer procesador con

un diseño nuevo desde #entium #ro.

Hrabajaba con 2,4 y 2,7 POz. Be comercializa en una versión para euipos de bajo presupuesto1"eleron6 y para gama alta 1Leon6.

● 2000

A>: Athlon L#! #rocesador de s%ptima generación de aruitectura *5@. 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 *5@. #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

velocidad de procesamiento. El nombre "ore sería utilizado por 9ntel hasta el día de hoy.

● 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

diferentes propósitos, principalmente para la media y alta gama. Bon los #rocesadores actuales de 9ntel.

J 2008



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 G7@ 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!



/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!

Prefetch, prelectura de la instrucción desde la memoria principal.

Fetch, envío de la instrucción al decodificador

Decodificación de la instrucción, es decir, determinar u% instrucción es y por tanto u% se debe

hacer.



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 acambios 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.



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 +@, 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 +@ 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.



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 4@G, 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

Inte! 4uiere procesadores de %5nm para e! '5%6



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 G02@ 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 depotencia bruta y miniaturización, A>: uiere cambiar la batalla de los microprocesadores a otro campomuy 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 Faveri1procesadores ue llevan dentro tambi%n el chip gráfico6, ue reducirán el consumo el%ctrico y el coste



de integrar estos sistemas en cajas más peueñas, pero a su vez manteniendo un buen rendimientográfico, 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 tópicoel 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 unaRadeon 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 importantecomponente 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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