ARQUITECTURA DE COMPUTADORES ARQUITECTURA Y ORGANIZACIN DEL COMPUTADOR

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

ARQUITECTURA Y ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR • Se puede definir la arquitectura de computadores como el estudio de la estructura, funcionamiento y diseño de computadores. Esto incluye, sobre todo a aspectos de hardware, pero también afecta a cuestiones de software de bajo nivel. DEFINICIÓN DE COMPUTADOR • Computador, dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de información.

COMO FUNCIONA UN PC Todo PC funciona, desde un punto de vista llamado externo, con un esquema similar y muy simple a través de los periféricos de entrada (teclado, ratón, micrófono. . . ) se introducen datos. Estos pasan a guardarse en los dispositivos correspondientes (memorias) y se incorporan a la unidad central donde se procesan. El resultado de tal procesamiento se envía a los periféricos de salida (monitor, impresora. . . ) dando lugar a la salida de datos. Internamente, la transferencia de los datos desde los dispositivos de entrada llega a la unidad central de proceso a través de los denominados buses de datos. En el CPU se procesan y siguen el camino inverso al recorrido anteriormente: se guardan en la memoria y restantes unidades de almacenamiento y salen mediante los dispositivos de salida.

ESQUEMA DEL FUNCIONAMIENTO DE UN COMPUTADOR ENTRADA SALIDA PROCESO Ingreso de Datos Trabajo de la CPU Dispositivos de Entrada Unidad Central de Proceso Entrega de Resultados Dispositivos de Salida

Reseña histórica de los computadores La era mecánica de los computadores • Podríamos decir que las máquinas mecánicas de calcular constituyeron la "era arcaica" o generación 0 de los computadores. • Una evolución de estas máquinas son las máquinas registradoras mecánicas que aún existen en la actualidad. La era electrónica de los computadores • Los computadores envasados en elementos mecánicos planteaban ciertos problemas: – La velocidad de trabajo está limitada a inercia de las partes móviles. – La transmisión de la información por medios mecánicos (engranajes, palancas, etcétera. ) es poco fiable y difícilmente manejable.

• Los computadores electrónicos salvan estos inconvenientes ya que carecen de partes móviles y la velocidad de transmisión de la información por métodos eléctricos no es comparable a la de ningún elemento mecánico.

Generación de Computadores • 1ª generación: (1946 -1955) Computadores basados en válvula de vacío que se programaron en lenguaje máquina o en lenguaje ensamblados. • 2ª generación: (1953 -1964) Computadores de transistores. Evolucionan los modos de direccionamiento y surgen los lenguajes de alto nivel. • 3ª generación: (1964 -1974) Computadores basados en circuitos integrados y con la posibilidad de trabajar en tiempo compartido. • 4ª generación: (1974 - ) Computadores Que integran toda la CPU en un solo circuito integrado (microprocesadores). Comienzan a proliferar las redes de computadores.

LA UNIDAD CENTRAL DE PROCESO • Funciones que realiza • La Unidad central de proceso o CPU, se puede definir como un circuito microscópico que interpreta y ejecuta instrucciones. La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en los computadores. Habitualmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos.

• El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmético-lógica que realiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones.

• Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus.

Elementos que la componen • Unidad de control: controla el funcionamiento de la CPU y por tanto del computador. • Unidad aritmético-lógica (ALU): encargada de llevar a cabo las funciones de procesamiento de datos del computador. • Registros: proporcionan almacenamiento interno a la CPU. • Interconexiones CPU: Son mecanismos que proporcionan comunicación entre la unidad de control, la ALU y los registros.

Unidad Central de Proceso CPU Unidad Aritmética Periféricos De Periféricos Unidad de Control Entrada De Salida Memoria Principal