estructura bu00c1sica de un computador

8/18/2019 Estructura Bu00c1sica de Un Computador

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ESTRUCTURA BÁSICA DEUN COMPUTADOR

Prof. Mayra Pariata

Junio,2010

Universidad Bolivariana de Venezuela

PFG Informática para la Gestión Social

UC: Arquitectura del Computador


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Contenido

• Estructura básica de un computador

• Unidad central de procesamiento (CPU)

– Unidad lógica aritmética (ULA)

– Registros

– Unidad de control (UC)


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Estructura básica

La arquitectura Von Neumann


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Estructura básica


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Estructura básica Memoria

• Es la unidad donde se almacenan tanto losdatos como las instrucciones. Existen dos tiposbásicos de memoria, que se diferencian sobretodo por su velocidad de acceso:

– Memoria principal, central o interna: es la memoriaque actúa con mayor velocidad y está ligadadirectamente a las unidades más rápidas delcomputador (UC y ALU).

• ROM (sólo se puede leer y es permanente)• RAM (leer y escribir, es volátil)

– Memoria auxiliar, secundaria o externa: La memoriaprincipal no tiene gran capacidad para almacenarinformación, por lo que es necesario utilizar otros

tipos de memoria.


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Estructura básica Memoria

Organización de la memoria principal


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• Bus de Datos: transportan los datos einstrucciones.

• Bus de Direcciones: las direcciones son

números naturales que indican la posición de losdatos dentro de la memoria principal.• Bus de control: a través de este bus se

transmiten las señales de control del sistema.

Suele incluir el reloj de la máquina, señales desincronización entre la CPU y las demásunidades.

Estructura básica

Buses


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Unidad Central de Procesamiento

• Controla lasoperaciones de lacomputadora y realiza

las funciones deprocesamiento dedatos.

• Ejecuta una secuencia

de instrucciones queestán almacenadas enla memoria principal dela computadora.


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Unidad Central de Procesamiento

• Las funciones que realiza la CPU para ejecutaruna instrucción son:

– Buscar instrucciones – Interpretar instrucciones – Buscar datos – Procesar datos

– Escribir datos


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CPUUnidad Aritmético Lógica

• Esta unidad contiene los circuitos electrónicoscon los que se hacen las operaciones de tipoaritmético (sumas, restas, etc...) y de tipo lógico

(comparar dos números, hacer operaciones del Álgebra de Boole binaria - and, or, not, xor, ...- ,etc...).

Un típico símbolo esquemático para una ALU: Ay B son operandos; R es la salida; F es laentrada de la unidad de control; D es un estadode la salida.


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CPURegistros

Esquema simplificado de las conexiones entre registros

ULA y unidad de control


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Registros visibles al usuario: Sonaquellos que pueden ser referenciadospor medio del lenguaje de máquina queejecuta la CPU

Registro de direcciones: Pueden ser deuso más o menos general, o puedenestar dedicados a un modo particularde direccionamiento.

Registros de control y estado: Hay unagran variedad , la mayoría de estos, enmuchísimas máquinas, no son visiblesal usuario.

R

E

G

I

S

T

R

O

S

CPU

Registros

• Registros de PropósitoGeneral• Registros de Datos

• Apuntadores de segmento

• Registros índices• Apuntadores de Pila

• Registro de dirección dememoria MAR (Memory Address Register)

• Registro de datos dememoria MDR (MemoryData Register)• Contador de Programa PC(Program Counter)• Registro de Instrucción IR

(Instruction Register)


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CPU

Unidad de Control

• La función de la unidad de control de uncomputador es la búsqueda de las instruccionesen memoria, su interpretación y la generación

(en los instantes adecuados) de las señales decontrol necesarias para ejecutar la operaciónespecificada por cada instrucción. En esteproceso se distinguen dos aspectos

fundamentales: – El secuenciamiento de las instrucciones.

– La interpretación de las instrucciones.


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CPU

Unidad de Control

• Secuenciamiento: es el proceso por el cual lasinstrucciones de un programa van siendoseleccionadas para su ejecución en un orden

determinado.


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CPU

Unidad de Control

• Interpretación: es el proceso por el cual launidad de control obtiene las instruccionesalmacenadas en memoria y las ejecuta. Esto se

realiza en lo que llamaremos ciclo deinstrucción. – Ciclo de instrucción: es el período que tarda la unidad

central de proceso (CPU) en ejecutar una instrucción

de lenguaje máquina.• Ciclo de captación• Ciclo de decodificación• Ciclo de ejecución

Ciclo de instrucción


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• Ciclo de captación• Ciclo de decodificación• Ciclo de ejecución


Las instrucciones que forman un programa sealmacenan en forma secuencial en la memoria. Paraejecutar este programa la CPU trae una instrucción a lavez de la memoria y realiza las funciones

especificadas. A este proceso se le conoce como ciclode captación y ocurre al comienzo de cada ciclo deinstrucción produciendo que una instrucción seaobtenida de la memoria.

CPU

Unidad de Control


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Una vez que se tiene la microinstrucción, lo siguienteconsiste en analizar los bits correspondientes al códigode operación de la instrucción y determinar lasoperaciones a ejecutarse en el ciclo de ejecución.

CPU

Unidad de Control


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El ciclo de ejecución no tiene una secuencia fija deoperaciones, sino que para cada código de operación

y modo de direccionamiento hay una secuenciadistinta.

CPUUnidad de Control


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CISC

Las siglas de CISC significan en español,Computador con un conjunto complejo de

instrucciones. Ésta arquitectura se fundamenta

en un procesador que maneja un amplio ycomplejo conjunto de instrucciones. Su objetivoprincipal es completar una tarea en pocas líneastanto como sea posible, lo cual se logra

construyendo un procesador que sea capaz deentender y ejecutar una serie de operaciones.


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RISC

RISC significa Computador con un conjunto deinstrucciones reducido, aunque la denominación no escorrecta debido a que cuentan con una vasta cantidadde conjuntos de instrucciones. Los procesadores RISC

usan instrucciones simples que pueden ser ejecutadasen un ciclo de reloj – Instrucciones de tamaño fijo y presentadas en un

reducido número de formatos.

– Sólo las instrucciones de carga y almacenamientoacceden a la memoria por datos. – Además estos procesadores suelen disponer de

muchos registros de propósito general.


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Refrencias bibliogáficas

• Mano, Morris. “Arquitectura del Computador”. Editorial

Prentice Hall. 1994.

• Mano, Morris. “Lógica Digital y Diseño de

Computadores”. Editorial Prentice Hall.

• Mueller, Scott. “Manual de Actualización y Reparación

de PCs”. Editorial Prentice Hall. 1998.

• Thompson, Steven A. “Convierte tu PC a Multimedia”.

Editorial Prentice Hall. 1995.• Norton Peter. Introducción a la computación.

McGrawHill. Tercera edición. México 2001

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