introduccion a la arquitectura computacional
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INTRODUCCION A LA
ARQUITECTURA
COMPUTACIONAL
A lo largo de las
décadas de los
años 1960 y 1970,
las computadoras
hicieron, en gene-
ral, tanto más pe-
queñas como rápi-
das, lo que llevó a
algunas evolucio-
nes en su arquitec-
tura. Por ejemplo,
el mapeado en
memoria de E/
S permitió que los
dispositivos de entrada y salida
sean tratados de la misma co-
mo la memoria. Un único bus
de sistema podría ser utilizado
para proporcionar un sistema
modular con un menor coste.
A veces esto se denomina
"racionalización" de la arqui-
tectura. En las décadas siguien-
tes, los micro controlado-
res sencillos serían algunas
veces omitir características del
modelo a menor costo y tama-
ño. Las computadoras más
grandes añaden características
para un mayor rendimiento
ORACLE en Laboratorio Nacio-
nal de Oak Ridge (junio de 1953)
JOHNNIAC en RAND Corpo-
ration (enero de 1954)
BESK en Estocolmo (1953)
BESM-1 en Moscú (1952)
DASK en Dinamarca (1955)
IAS machine en Princeton Uni-
versity (enero 1952)
MANIAC I en Laboratorio Cien-
tífico Los Álamos (marzo de 1952)
ILLIAC en la Universidad de
Illinois, (septiembre de 1952)
AVIDAC en Laboratorios Ar-
gonne National (1953)
PERM en Múnich (1956?)
SILLIAC en Sídney (1956)
WEIZAC en Rehovoth (1955)
Primeras computadoras basadas en arquitectura von Neumann
Estructura clásica de las máquinas von Neumann
ficación de instrucciones que pro-
vienen de la memoria del disposi-
tivo, responde a situaciones de
emergencia y realiza funciones de
dirección general de todos los
nodos de computación .
Memoria del dispositivo un
conjunto de celdas con identifica-
dores únicos (direcciones), que
contienen instrucciones y datos.
Dispositivo de E/S (DES), que
permite la comunicación con el
mundo exterior de los compu-
tadores, son otros dispositivos
que reciben los resultados y que
le transmiten la información al
computador para su procesamien-
to.
Dispositivo de operación
(DO), que ejecuta instrucciones
de un conjunto especificado,
llamado sistema (conjunto) de
instrucciones, sobre porciones de
información almacenada, separada
de la memoria del dispositivo
operativo
Unidad de control (UC), que
organiza la implementación con-
sistente de algoritmos de decodi-
Evolución
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El National
Semiconductor (Se
miconductor
nacional) COP8 se
introdujo en 1986;
tiene
una arquitectura
Harvard
modificada
Panel de control de
Besk
Arquitectura de Von Neumann
La SWAC se completó en julio de 1950
La SEAC fue demostrada en abril de
1950
La CSIR Mark I corrió su primer progra-
ma en noviembre de 1949.
La EDSAC corrió su primer programa el
6 de mayo de 1949
La ERA 1101 (más tarde la ERA 1101/
UNIVAC 1101 comercial) se instaló en
diciembre de 1950
La Pilot ACE corrió su primer progra-
ma el 10 de mayo 1950 y fue demostrada
en diciembre de 1950.
La BINAC corrió algunos programas
de prueba en febrero, marzo y abril de
1949, aunque no se terminó hasta
septiembre de 1949.
monousuario
Es un sistema de tipo mono
usuario, como si nombre lo di-
ce, hay un único usuario que
trabaja con el ordenador y tiene
disponibles todos los recursos
del sistema para el mismo.
uniprocesador
sistema operativo solo es
capaz de manejar un proce-
sador.
Sistema Operativo Monousuario – Procesadores
SISTEMAS OPERATIVOS
El suministro de interfaz al usuario
La administración de recursos .
La administración de archivos
La administración de tareas
El servicio de soporte y utilidades
El conjunto de
p r o g r a m a s
informáticos que
p e r m i t e l a
a d m i n i s t r a c i ó n
ef i caz de los
recursos de una
computadora es
conoc ido como
sistema operativo o
software de sistema
Computadoras de programa almacenado
Computadora Pilot ACE
Funciones básicas :
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El hardware básico en los ordena-
dores son generalmente 4: monitor,
CPU, ratón, teclado.
El hardware complementario en
los ordenadores son cualquiera que no
se incluya en los anteriores como son:
impresora, cámara de vídeo digital, es-
cáner,etc
Periféricos de entrada: Son los
que permiten al usuario introducir
instrucciones o datos a la computado-
ra.
Periféricos de salida: Son los que
muestran al usuario el resultado de
las operaciones realizadas por el or-
denador o Computadora.
Periféricos de Entrada/Salida:
Son los dispositivos que pueden apor-
tar simultáneamente información ex-
terior al PC y al usuario
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Arquitectura del Hardware
La arquitectura
de
computadoras es
el diseño conceptual
y la estructura
operacional
fundamental de un
sistema de
computadora.
CLASIFICACIÒN DEL HARDWARE TIPOS DE HARDWARE.
FUENTE DE PODER
Fuente de alimentación o energía, es
el dispositivo que provee la electri-
cidad con que se alimenta una
computadora u ordenador. Por lo ge-
neral, en las computadoras de escrito-
rio (PC), la fuente de poder se ubica
en la parte de atrás del gabinete, junto
a un ventilador que evita su recalen-
tamiento
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CONECTORES DE LA FUENTE DE PODER
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El formato ATX es una actualización del AT
miniatura. Estaba diseñado para mejorar la faci-
lidad de uso. La unidad de conexión de las pla-
cas madre ATX está diseñada para facilitar la
conexión de periféricos
El formato BTX (Tecnología Balanceada Extendi-
da), respaldado por la marca Intel, es un forma-
to diseñado para mejorar tanto la disposición de
componentes como la circulación de aire, la
acústica y la disipación del calor.
NLX Es el más reciente desarrollo en la tecnología
de tarjetas madre de escritorio y podría convertirse
en el factor de forma de elección en el futuro cer-
cano.
NLX
TARJETA MADRE_____
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Este factor de forma fue introducido por In-
tel en 1998; debemos notar que la W de
WTX viene de Workstation, esto quiere de-
cir que esta diseñado para sistemas de varios
procesadores y varios discos, como servido-
res y estaciones de trabajo de ingeniería de
gama alta.
destinadas a PCs de pequeño formato. Hacen
uso de un conector de energía de 24 pines y
de un conector adicional de 2x2. El sistema
DTX será diseñado para la operación con los
procesadores que tienen nivel no más que 65
W de TDP, las versiones más compactas baja-
rán este listón a 35 W, o se limitarán a la
ayuda de las extensiones de una ranura.
COMPONENTES Y DISPOSITIVOS
INTERNOS DE LA TARJETA MADRE
El ZOCALO de CPU
También llamado socket es un recep-
táculo que recibe el micro-procesador
y lo conecta con el resto de la micro-
computadora.
eonjunto de circuitos electrónicos que
gestiona las transferencias de datos en-
tre los diferentes componentes de la
computadora (microprocesador, memo-
ria, disco duro, etc.).
circuito integrado más importante del
conjunto de chips (Chipset) que consti-
tuye el corazón de la placa madre. Es el
chip que controla las funciones de acce-
so desde y hasta microprocesador, AGP
o PCI-Express, memoria RAM, vídeo
circuito integrado que se en-
carga de coordinar los diferen-
tes dispositivos de entrada y
salida y algunas otras funcionali-
dades de baja velocidad dentro
de la placa base.
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MEMORIA RAM
memoria utilizada en una computadora para
el almacenamiento transitorio y de trabajo
(no masivo). En la RAM se almacena tempo-
ralmente la información, datos y programas
que la Unidad de Procesamiento (CPU) lee,
procesa y ejecuta.
memoria no volatil, porque el ordenador
puede leer información de ella pero nunca
escribir información nueva. Todos los orde-
nadores cuentan con dispositivos de ROM
que contienen las instrucciones de arranque
y otra información. MEMORIA ROM
son compartimientos en los que se
puede insertar tarjetas de expansión.
Éstas son tarjetas que ofrecen nuevas
capacidades o mejoras en el rendi-
miento del ordenador
RANURAS DE EXPANCION
DISCO DURO Y SUS PARTES
características
Capacidad. Generalmente los discos duros
de gran tamaño suelen ser mas lentos.
Tiempo medio de acceso. Que es la suma
del tiempo medio de búsqueda más el tiempo
de lectura/escritura y la latencia media.
Velocidad de rotación. Cuanto mas mejor,
generalmente suele ser entre 7200 a 10000
revoluciones por minuto.
Tasa de transferencia.
Cuanto mas mejor.
Caché de pista.
Interfaz.
Landz. Zona donde los
cabezales descansan con
la computadora apagada.
Como funciona un disco duro En la parte inferior de la unidad, una placa de
circuito impreso, conocida también como
placa lógica, recibe comandos del controlador
de la unidad, que a su vez es controlado por el
sistema operativo.
Un eje giratorio o rotor conectado a un mo-
tor eléctrico hacen que los discos revestidos
magnéticamente giren a varios miles de vueltas
por minuto
Un actuador de las cabezas empuja y tira del
grupo de brazos de las cabezas de lectura /
escritura a lo largo de las superficies de los
platos con suma precisión
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Plato: cada uno de los discos que hay dentro del disco duro.
Cara: cada uno de los dos lados de un plato.
Cabeza: número de cabezales.
Pista: una circunferencia dentro de una cara; la pista 0 está en el borde exterior.
Cilindro: conjunto de varias pistas; son todas las circunferencias que están alineadas verticalmente
(una de cada cara).
Sector : cada una de las divisiones de una pista. El tamaño del sector no es fijo, siendo el estándar
actual 512 bytes, aunque próximamente serán 4 KB. Antiguamente el número de sectores por pista
era fijo, lo cual desaprovechaba el espacio significativamente, ya que en las pistas exteriores pueden
almacenarse más sectores que en las interiores.
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