Capítulo 8 Trabajos futuros
El desarrollo del simulador VonSim8 ha permitido establecer una base sólida para la enseñanza de los principios fundamentales de la arquitectura de computadoras. Sin embargo, existen múltiples oportunidades para expandir y mejorar sus capacidades, alineándose con las necesidades de formación avanzada y los avances tecnológicos en el ámbito de la simulación. A continuación, se describen las principales líneas de trabajo propuestas para el futuro:
Compatibilidad con el lenguaje NASM
Una de las extensiones más relevantes consiste en habilitar el soporte para el lenguaje ensamblador NASM (Netwide Assembler). Este lenguaje es ampliamente utilizado en entornos profesionales y educativos, especialmente en la programación de bajo nivel para arquitecturas x86 y x86-64. La integración de NASM en el simulador permitiría a los estudiantes trabajar con un lenguaje estándar de la industria, facilitando la transición hacia entornos reales de desarrollo. Además, se planea incorporar un ensamblador interno que traduzca el código NASM a las instrucciones del simulador, asegurando una experiencia fluida y consistente.Ampliación a 16 registros de 64 bits
Actualmente, el simulador opera con registros de 8 bits, lo que resulta adecuado para la enseñanza introductoria. Sin embargo, para abordar conceptos avanzados, se propone implementar un conjunto de 16 registros de 64 bits, similar al modelo utilizado en arquitecturas modernas como x86-64. Esta ampliación permitiría explorar temas como la manipulación de datos de mayor tamaño, la optimización de operaciones aritméticas y lógicas, y el uso eficiente de registros en aplicaciones complejas.Implementación de interrupciones de Linux x86
La incorporación de un sistema de interrupciones basado en las llamadas al sistema de Linux (syscalls) para arquitecturas x86 representa una oportunidad para conectar el simulador con entornos operativos reales. Esto permitiría a los estudiantes comprender cómo las aplicaciones interactúan con el sistema operativo a través de interrupciones, abordando conceptos como la gestión de archivos, la entrada/salida estándar y la asignación de memoria. Además, esta funcionalidad facilitaría la simulación de programas que dependen de servicios del sistema operativo, enriqueciendo la experiencia de aprendizaje.Módulo de entrada/salida con DMA
Se propone desarrollar un módulo de entrada/salida basado en el uso de acceso directo a memoria (DMA, por sus siglas en inglés). Este módulo permitiría simular la transferencia de datos entre dispositivos periféricos y la memoria principal sin la intervención directa de la CPU, replicando un mecanismo clave en arquitecturas modernas. La implementación de DMA ofrecería a los estudiantes una comprensión más profunda de los procesos de entrada/salida eficientes y su impacto en el rendimiento del sistema.Simulación de una pantalla gráfica de 16x16 píxeles
Finalmente, se plantea la incorporación de un módulo gráfico que permita simular una pantalla de 16x16 píxeles. Este componente ofrecería una representación visual básica para explorar conceptos como la manipulación de gráficos, la representación de datos en memoria y la interacción entre la CPU y dispositivos de salida. Además, este módulo podría integrarse con el sistema de interrupciones y el módulo DMA, proporcionando un entorno más completo y realista para la simulación.Extensión del modelado DEVS y simulación avanzada
A partir de la validación obtenida mediante el modelado DEVS del ciclo de instrucción MOV AL, BL, una línea de trabajo futuro relevante consiste en ampliar la instrumentación y el análisis de la simulación. Esto incluye la incorporación de nuevas instrucciones del repertorio x86, la modelización de componentes adicionales como la ALU, unidades de pipeline o memoria cache. Asimismo, se propone profundizar en la recolección de métricas cuantitativas (CPI, latencia, ocupación del bus) y en el desarrollo de herramientas de visualización que permitan analizar la traza temporal de eventos DEVS. Estas extensiones no solo fortalecerán la validez del simulador VonSim8 como herramienta de investigación y docencia, sino que también abrirán el camino para explorar fenómenos avanzados de arquitectura de computadoras bajo un enfoque formal y reproducible.Evaluación empírica del impacto pedagógico
Se recomienda consolidar la evaluación del simulador mediante la realización de estudios empíricos que permitan analizar de manera objetiva el desempeño académico de los estudiantes. Para ello, es necesario diseñar y aplicar instrumentos de evaluación cuantitativa, como pruebas específicas o ejercicios estandarizados, tanto antes como después de la utilización de la herramienta, y comparar los resultados obtenidos con los de grupos de control. Este procedimiento permite cuantificar el impacto del simulador en la adquisición de conocimientos y habilidades, aportando evidencia sólida sobre su eficacia pedagógica y facilitando la identificación de oportunidades de mejora.
8.0.1 Conclusión
Estas líneas de trabajo futuro no solo expanden las capacidades técnicas del simulador, sino que también fortalecen su valor pedagógico al abordar temas avanzados de arquitectura de computadoras y programación de bajo nivel. La implementación de estas mejoras permitirá que el simulador evolucione hacia una herramienta más versátil y alineada con las necesidades de formación en entornos académicos y profesionales. Asimismo, estas extensiones abren la posibilidad de colaborar con la comunidad educativa y de desarrollo, promoviendo la adopción y mejora continua del simulador.