Introducción A La Arquitectura Del Computador

INDICE

Pág.

Introducción …………………………………………………………………… 1

Desarrollo del tema

 Organización Básica y Diseño del Computado. ………………… 2

 Código de Instrucción ………….……………………………………. 3

 Instrucción del Computador ..………………………………………. 4

 Temporización y Control .…………………………………………… 6

 Ejecución de Instrucciones …………………………………………. 9

 Diseño del Registro del Computador …………………………….. 10

 Lectura y Ejecución de Instrucciones ……………………………. 11

Conclusión …………………………………………………………………….. 12

Bibliografía ……………………………………………………………………... 13

INTRODUCCIÓN (1)

La tecnología evoluciona agigantadamente por lo que nos hemos visto obligados a sustituir unas herramientas por otras en casi un abrir y cerrar de ojos. La tecnología, se ha desarrollado de forma maravillosa y ha permitido que se prolongue la vida, se mejore el sistema de salubridad y que hayan avanzado los métodos de producción y distribución de diferentes cosas como la cosecha de alimentos, la ropa, etc.

La computadora es una máquina electrónica que recibe y procesa datos para convertirlos en información útil.

La arquitectura de una computadora es el conjunto de registros e instrucciones que debe conocer un programador para utilizarla. Después se lleva a cabo, en detalle, el diseño de la computadora. Aunque las tecnologías empleadas en las computadoras digitales han cambiado mucho desde que aparecieron los primeros computadores en los años 40, la mayoría todavía utilizan la arquitectura Von Neumann, propuesta a principios de los años 1940 por John von Neumann.

La arquitectura de von Neumann describe un computador con 4 secciones principales: unidad lógica y aritmética (ALU), unidad de control, memoria, dispositivos de entrada y salida (E/S); que tiene la ventaja de ser lo suficientemente simple para mostrar el proceso de diseño sin demasiadas complicaciones.

DESARROLLO DEL TEMA

 ORGANIZACIÓN BÁSICA Y DISEÑO DEL COMPUTADOR:(2)

La organización de una computadora se define mediante sus registros internos, la estructura de temporización, control y la secuencia de micro operaciones que ejecuta sobre los datos almacenados en sus registros, por lo que la arquitectura de computadoras es el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de un sistema de computadora que sirve como modelo de la descripción funcional de los requerimientos y la implementación de diseño para varias partes de una computadora con especial interés en la forma en que la unidad central de proceso (CPU) trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria.

La organización interna de un sistema digital está definida por la secuencia de micro operaciones que ejecuta sobre los datos almacenados en sus registros. La computadora digital de propósito general puede ejecutar varias micro operaciones y, además, puede recibir instrucciones acerca de la secuencia específica de operaciones que debe realizar. El usuario de una computadora puede controlar el proceso mediante un programa.

 CÓDIGO DE INSTRUCCIÓN (3)

El código de instrucciones es un grupo de bits que instruye a la computadora como ejecutar una operación específica siendo su parte más básica la parte de operación, el cual es un grupo de bits que define operaciones como sumar, restar, multiplicar, desplazar y complementar; por lo general, se divide en partes y cada una tiene una interpretación propia. La parte más básica de un código de instrucción es su parte de operación. El código de operación de una instrucción es un grupo de bits que define operaciones como sumar, restar, multiplicar, desplazar y complementar. El número de bits requerido para el código de operación de una instrucción depende de la cantidad total de operaciones disponibles en la computadora. El código de operación debe estar formado de por lo menos n bits para un conjunto dado de 2 (o menor) operaciones diferentes. Como ejemplo, consideremos una computadora con 64 operaciones diferentes, una de las cuales es la operación sumar (ADD). El código de operación consta de seis bits, con una configuración de bits 110010 asignada a la operación ADD. Cuando este código de operación se decodifica en la unidad de control, la computadora emite señales de control para leer un operando de la memoria y sumar el operando a un registro del procesador.

En este punto, debemos reconocer la relación entre una operación de computadora y una microoperación, por lo que es un código binario que le dice a la computadora que ejecute una operación específica. La unidad de control recibe la instrucción de la memoria e interpreta los bits de código de la operación. Después emite una secuencia de señales de control para iniciar microoperaciones en los registros internos de la computadora. Por esta razón, a veces un código de operación se denomina macrooperación, porque especifica un conjunto de microoperaciones.

 INSTRUCCIÓN DEL COMPUTADOR (4)

El computador solo ejecuta instrucciones de máquina, los programas escritos en otros lenguajes no se pueden ejecutar y por ende hay que hacer una conversión. El conjunto de las diferentes instrucciones que tiene un computador se le denomina juego de instrucciones, algunos ordenadores tienen entre sesenta y doscientas cincuenta instrucciones.

Las instrucciones de computadora son las que comprueban el funcionamiento de la CPU que las ejecuta y es un código binario que especifica una secuencia de micro operaciones para la computadora, por lo que se define que una instrucción de computadora es un código binario que especifica una secuencia de micro operaciones para la computadora. Los códigos de instrucciones y los datos se almacenan en la memoria. La computadora lee cada instrucción de la memoria y la coloca en un registro de control. Entonces el control interpreta el código binario de la instrucción y procede a ejecutarlo mediante una secuencia de micro operaciones. Cada computadora tiene un conjunto de instrucciones único.

Las instrucciones se almacenan en el computador como series de señales electrónicas altas y bajas y pueden representarse como números. Cada parte de una instrucción se considera como un número individual y esos números juntos hacen la instrucción

Estas instrucciones u órdenes en números se representan con la base dos, conocida como binarios, Ej.: 10001100.Existen 4 instrucciones básicas en un computador: Instrucciones de entrada/salida, Instrucciones aritméticas, lógicas. Instrucciones selectivas. Instrucciones repetitivas.

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 INSTRUCCIONES DE ENTRADA-SALIDA:

Son instrucciones de transferencia de información y datos entre dispositivos periféricos (teclado, impresora, unidad de disco, entre otras.).

 INSTRUCCIONES ARITMÉTICAS-LÓGICAS:

Son instrucciones que ejecutan operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación, división, potencialización) y lógicas (operaciones and, or, not, entre otras.).

 INSTRUCCIONES SELECTIVAS:

Son instrucciones que permiten la selección de tareas alternativas en función de los resultados de diferentes expresiones condicionales.

 INSTRUCCIONES REPETITIVAS:

Son instrucciones que permiten la repetición de secuencias de instrucciones un número determinado o indeterminado de veces.

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 TEMPORIZACION Y CONTROL

Coordina todos los componentes del computador, de modo que los eventos tomen lugar en la secuencia apropiada en el momento correcto. Además de esta labor de sincronización, la unidad de control "decodifica", es decir, entiende las instrucciones de programa que obtiene de la memoria, y dirige la acción para realizarlas.

La temporización de todos los registros de la computadora básica está controlada por un generador de reloj maestro. Los pulsos de reloj se aplican a todos los flip-flops y registros del sistema, incluyendo los de la unidad de control. Los pulsos de reloj no cambian el estado de un registro, a menos que el registro esté habilitado mediante una señal de control. Las señales de control se generan en la unidad de control y proporcionan entradas de

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