Arquitectura de Computadores de Computadores

Organización y Arquitectura La Arquitectura: se refiere a los atributos que tienen un impacto directo en la ejecución de un programa (Atributos visibles para el programador) entre estos atributos se encuentran : La Arquitectura: se refiere a los atributos que tienen un impacto directo en la ejecución de un programa (Atributos visibles para el programador) entre estos atributos se encuentran : El conjunto de instrucciones El numero de bits usados para representar los datos numéricos, caracteres, etc. Mecanismos de Entrada/Salida Técnicas para direccionamiento de memoria Ej.: Existe la instrucción de multiplicación ?

La Organización: se refiere a las unidades funcionales y sus interconexiones. La Organización: se refiere a las unidades funcionales y sus interconexiones. Entre los atributos de la organización se incluyen: -Señales de control -Interfaces entre el computador y los periféricos -Tecnología de memoria usada - Frecuencia de Reloj Ej.: Existe la unidad de multiplicación por hardware o se realiza por sumas repetidas ?

ARQUITECTURA: Hardware e Instrucciones ORGANIZACIÓN: El cómo se interconecta los componentes de la arquitectura.

Estructura y Función La estructura es la manera en la cual los componentes se relacionan La estructura es la manera en la cual los componentes se relacionan La función es la operación individual de los componentes como parte de dicha estructura La función es la operación individual de los componentes como parte de dicha estructura

Historicamente Arquitectura Arquitectura Organización Organización Microcomputadores Microcomputadores Ley de Moore Ley de Moore

Los microcomputadores Los cambios en la tecnología no solo influyen en la organización Los cambios en la tecnología no solo influyen en la organización Dan lugar a la introducción o crear arquitecturas mas ricas y potentes Dan lugar a la introducción o crear arquitecturas mas ricas y potentes

La ley de Moore expresa que aproximadamente cada dos años se duplica el número de transistores en un microprocesador transistoresmicroprocesadotransistoresmicroprocesado

Transistor El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor utilizado para entregar una señal de salida en respuesta a una señal de entrada.

ESTRUCTURATURA Y FUNCIONAMIENTO Computador: Es un sistema, constituido de un conjunto de componentes interrelacionados. Computador: Es un sistema, constituido de un conjunto de componentes interrelacionados. La organización de un computador es jerárquica. La organización de un computador es jerárquica. Es necesario tratar con un nivel particular del sistema a la vez. Es necesario tratar con un nivel particular del sistema a la vez. De cada nivel al diseñador le interesa: Estructura: Como se interconectan los componentes. Estructura: Como se interconectan los componentes. Función: la operación de cada componente individual como parte de la estructura Función: la operación de cada componente individual como parte de la estructura

En términos de descripción: de arriba abajo (“top-down”) es clara y efectiva (descomponer el sistema.). En términos de descripción: de arriba abajo (“top-down”) es clara y efectiva (descomponer el sistema.).

Funcionamiento Operación individual de los componentes como parte de su estructura. Existen cuatro funciones básicas que un computador puede llevar a cabo: Operación individual de los componentes como parte de su estructura. Existen cuatro funciones básicas que un computador puede llevar a cabo: – Procesamiento de datos – Almacenamiento de datos – Transferencia de datos (entre si o con el mundo exterior) – Control

Transferencia de Datos

Almacenamiento

Procesamiento de Datos Internos

Procesamiento de Datos en Transito

Estructura Como se interconectan los componentes. Como se interconectan los componentes. El computador es una entidad que interactúa con su entorno externo. El computador es una entidad que interactúa con su entorno externo. Existen cuatro componentes estructurales principales: Existen cuatro componentes estructurales principales: – Unidad Central de Procesamiento (procesador) – Memoria Principal: almacena datos – Entrada/Salida transfieren datos entre el computador y el entorno externo – Sistema de Interconexión: mecanismo de conexión entre la CPU, la memoria y la E/S.

El Computador: Estructura del Nivel Superior

CPU (Unidad Central de Procesamiento) El componente mas complejo e interesante es la CPU y sus principales componentes estructurales que son: Unidad de Control: Controla el funcionamiento de la CPU y por lo tanto de todo el computador. Unidad aritmético-lógica (ALU): Es la encargada del procesamiento de datos del computador. Registros: Proporcionan almacenamiento interno a la CPU. Interconexiones CPU: son los mecanismos que proporcionan comunicación entre la unidad de control, la ALU y los registros.

CPU

Unidad de Control Estructura de la Unidad de Control Unidad de Control: Controla el funcionamiento de la CPU y por tanto de la computadora. Unidad de Control: Controla el funcionamiento de la CPU y por tanto de la computadora. Implementación microprogramada, actua ejecutando microinstrucciones que definen su funcionalidad. Implementación microprogramada, actua ejecutando microinstrucciones que definen su funcionalidad. Su estructura Su estructura – Memoria de control : (memoria rapida de almacenamiento de operaciones elementales de cada instrucción) – Memoria de control : (memoria rapida de almacenamiento de operaciones elementales de cada instrucción) – Lógica Secuencial : Método de ordenamiento de acciones, razonamiento, y expresión de la automatización – Lógica Secuencial : Método de ordenamiento de acciones, razonamiento, y expresión de la automatización – Registros y decodificadores: – Registros y decodificadores: memoria de ejecución y interpretar instrucciones para ser procesadas

Microprograma o microcódigo: conjunto de microinstrucciones utilizadas para especificar el control de una máquina. Microprograma o microcódigo: conjunto de microinstrucciones utilizadas para especificar el control de una máquina. Microprogramación: técnica de diseño del control como un microprograma encargado de realizar las instrucciones de la máquina en términos de microinstrucciones más simples. Microprogramación: técnica de diseño del control como un microprograma encargado de realizar las instrucciones de la máquina en términos de microinstrucciones más simples. Microinstrucción: conjunto de valores de las señales de control en una etapa cualquiera de la ejecución de una instrucción. Microinstrucción: conjunto de valores de las señales de control en una etapa cualquiera de la ejecución de una instrucción. Ejecución de una microinstrucción: activación de las señales de control especificadas en la misma en un instante determinado. Ejecución de una microinstrucción: activación de las señales de control especificadas en la misma en un instante determinado.

Unidad de Control

PORQUE ESTUDIAR LA ORGANIZACIÓN Y ARQUITECTURA DE LOS COMPUTADORES? Todos los estudiantes deben en cierta medida comprender y valorar los componentes funcionales de un computador, sus características, su funcionamiento e interacciones. Una buena comprensión de estos conceptos será util en otras áreas de estudio y en un futuro laboral. Todos los estudiantes deben en cierta medida comprender y valorar los componentes funcionales de un computador, sus características, su funcionamiento e interacciones. Una buena comprensión de estos conceptos será util en otras áreas de estudio y en un futuro laboral.

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