Arquitectura De Computadoras

LA COMPUTADORA DIGITAL

Uno de los temas más importantes de este siglo y en la historia del hombre es el rápido desarrollo de avances tecnológicos que hoy en día suceden uno tras otro, esto es posible gracias a las computadoras digitales. Debido a ello se podría afirmar que el siglo XX es la era del procesador electrónico.

COMPUTADORA DIGITAL

Dispositivo electrónico que se utiliza para el almacenamiento de datos.

Existen características principales de la computadora digital como recibir programas y datos de ciertos dispositivos como el teclado u otros, si tratáramos de describir a todas se llevaría de tiempo. Una computadora digital no simplemente realiza operaciones matemáticas y lógicas a gran velocidad si no también los resultados de las operaciones pueden ser transferidos a unidades de cinta magnética, discos magnéticos o discos flexibles para guardarlos en forma permanente y utilizarlos posteriormente o transferirlos para visualizarlos por medio de dispositivos (pantalla de video y en una impresora). Efectúa comparaciones de datos y dependiendo del resultado toma diferentes acciones. Para realizar el procesamiento de datos ejecuta en secuencia un conjunto de instrucciones (programa) almacenadas en la memoria. Recordando que los dispositivos periféricos (de entrada y salida), pueden ser conectados a la computadora, pero no forman parte de ella. Al conjunto de la computadora digital con sus periféricos, los programas y los datos almacenados en ellos se les conoce comúnmente como sistema computacional.

TIPOS DE COMPUTADORAS

Supercomputadoras.

Algunas aplicaciones a las que se dedican son cálculos científicos, diseño y simulación, generalmente se utilizan en centros de investigación al igual que en algunas universidades y empresas que tienen la necesidad de procesar grandes volúmenes de información.

Dos tipos principales de supercomputadoras son:

Las computadoras vectoriales. Cuentan con procesadores vectoriales, que pueden realizar una misma operación en forma simultánea.

Los multiprocesadores. Son aquellas que tienen varios procesadores independientes entre los cuales se distribuyen las operaciones que tienen que realizarse para resolver un mismo problema.

Equipos principales.

Incluyen computadoras digitales con gran capacidad de procesamiento como de memoria principal y almacenamiento secundario. Estos sistemas computacionales son costosos por ello habitualmente son utilizados como sistemas centrales corporativos.

Minicomputadoras.

Su capacidad de procesamiento y almacenamiento se encuentran en un rango intermedio. Su aplicación es similar a los equipos centrales para empresas pequeñas o medianas y su costo de orden es de 10 veces menor que el de los equipos principales. Anteriormente, el término se usaba para describir a computadoras digitales cuya unidad central de proceso.

Microcomputadoras.

Son computadoras digitales en que toda la unidad central de proceso está contenida en un solo circuito integrado, su costo es de aproximadamente 100 veces menor que el de un equipo principal pero su capacidad de cómputo y almacenamiento es menor que el de una minicomputadora.

Las definiciones anteriores ya no son tan claras, principalmente entre minicomputadoras y microcomputadoras, ya que los avances en electrónica de estado sólido han permitido construir computadoras cuyo procesador está en un solo circuito integrado

Computadoras personales.

Son microcomputadoras de bajo costo, su capacidad de cómputo como de almacenamiento continúan creciendo a medida que avanza la tecnología aún sigue siendo de menor capacidad de cómputo. Sus aplicaciones que se usan en estos equipos son procesamiento de textos, hojas de cálculo, diseño de presentaciones, agendas personales, correo electrónico, pequeñas bases de datos, interconexión a redes de cómputo y aplicaciones de tipo personal.

Estaciones de trabajo.

Estas computadoras tienen un costo aproximado de 3 a 10 veces el de una computadora personal, se enfocan a aplicaciones industriales o científicas y en la mayoría de las veces están conectados a una computadora principal. Tienen mayor capacidad de cómputo y almacenamiento, lo cual permite realizar tareas más complejas, las estaciones de trabajo cuentan con pantallas de video de alta resolución.

Así como existen diferentes tipos computadoras hay aquellas que son para un propósito especial, como las utilizadas en aplicaciones de control de dispositivos específicos y videojuegos.

PROBLEMAS.

1. Mencione las principales características de las computadoras digitales y descríbalas brevemente.

Recibir programas y datos de ciertos dispositivos como el teclado u otros, realiza operaciones matemáticas y lógicas a gran velocidad también los resultados de las operaciones pueden ser transferidos a unidades de cinta magnética, discos magnéticos o discos flexibles para guardarlos en forma permanente y utilizarlos. Efectúa comparaciones de datos y dependiendo del resultado toma diferentes acciones.

2. Explique qué se entiende por dispositivos periféricos.

Los diferentes dispositivos que tiene una computadora digital, estos dispositivos hacen más fácil la tarea de procesar datos.

3. ¿Qué se almacena en la memoria de las computadoras digitales?

Un conjunto de instrucciones o datos, las instrucciones indican cómo procesar los datos.

4. Describa las diferentes clases de computadoras digitales de acuerdo con su capacidad, su costo y su construcción.

Supercomputadoras. Mayor capacidad de cómputo y almacenamiento, su costo es del orden de 10 veces el de un equipo principal, se utilizan en centros de investigación.

Equipos principales. Cuentan con gran capacidad tanto en procesamiento como en memoria principal, los sistemas computacionales son costosos los ocupan comúnmente como sistemas centrales corporativos.

Minicomputadoras. Su capacidad de procesamiento y almacenamiento se encuentran en un rango intermedio, su costo de orden es de 10 veces menor que el de los equipos principales.

Microcomputadoras. Son computadoras digitales en que toda la unidad central de proceso está contenida en un solo circuito integrado, su costo es de aproximadamente 100 veces menor que el de un equipo principal pero su capacidad de cómputo y almacenamiento es menor que el de una minicomputadora.

Computadoras personales. Son microcomputadoras de bajo costo, su capacidad de cómputo como de almacenamiento continúan creciendo a medida que avanza la tecnología aún sigue siendo de menor capacidad de cómputo.

Estaciones de trabajo. Estas computadoras tienen un costo aproximado de 3 a 10 veces el de una computadora. Tienen mayor capacidad de cómputo y almacenamiento, lo cual permite realizar tareas más complejas.

5. ¿Con cuál sistema de número trabajan internamente las computadoras digitales?

Sistema binario

ORGANIZACIÓN DE LA COMPUTADORA DIGITAL

La organización de una computadora digital y su arquitectura se relacionan en muchos sentidos. La organización de una computadora digital se refiere a las unidades lógicas que la componen es decir: la unidad central de proceso, la unidad de memoria y la unidad de entrada/salida, las funciones que realizan, su operación y la forma en que se relacionan y se comunican unas con otras. Mientras tanto la arquitectura de la computadora se enfoca en la forma de construir cada una de estas unidades lógicas para que realicen las funciones especificadas por su organización, así como la manera en que estas unidades van a comunicarse para interactuar entre ellas.

UNIDAD DE MEMORIA.

La unidad de memoria tiene conjuntos celdas o también llamadas palabras, cada celda almacena un dato o una instrucción, tiene una dirección única, cada dirección está en orden y comienza desde la dirección 0.

Sobre la unidad de memoria se pueden realizar dos tipos de operaciones de escritura y de lectura de memoria. La unidad de memoria tiene varias líneas conectadas a un bus cada línea tiene una función:

Ejemplo:

Línea 1: especifica la dirección de la celda.

Línea 2: transfiere el dato que se desea leer o escribir en esa celda.

Línea 3: define el tipo de operación a realizar.

Existen más de ellas que se utilizan para controlar, sincronizar la operación de la memoria con el resto de la computadora digital.

Operación de lectura de unidad de memoria o el de escritura de memoria son prácticamente los mismos ya que se utilizan las mismas líneas de la unidad de memoria para generar cualquier operación. En la operación de lectura su función es obtener con ello un dato o instrucción que se encuentre almacenado en una celda en particular, la líneas se encargaran de saber la dirección de las celdas donde se encuentra el contenido, el tipo de operación ya sea escritura o lectura de la unidad de memoria, etc.

Un ejemplo claro podría verse en la operación de escritura:

Paso1: Almacena en celda dato o instrucción y ese será remplazado con el dato o instrucción que se desea almacenar.

Paso2: Líneas de dirección (deben tener dirección de la celda en que se desea almacenar el dato o instrucción.

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