Descripcion Funcional De Un Sistema De Computo

DESCRIPCIÓN FUNCIONAL DE UN SISTEMA

DE CÓMPUTO

Procesador Central

Es el conjunto formado por la unidad de control y la unidad aritmética y lógica, también es conocida como unidad central de procesamiento CPU.

Sus funciones consisten en decodificar y ejecutar las instrucciones de un programa, leer y escribir contenidos de las celdas de memoria y llevar y traer datos entre celdas de memoria y registros especiales.

Se encarga de distribuir las tareas entre subsistemas diversos y de recibir el reporte del inicio y fin de sus actividades por medio de interrupciones.

Normalmente ejecuta a enorme velocidad los cuatro pasos empleados para la ejecución de una instrucción. Cuando dentro de un programa el procesador encuentra una instrucción especial, se produce una señal de interrupción, la cual provoca un desvío hacia un pequeño programa residente en memoria, cuya función es atender esa instrucción.

Para no desperdiciar ciclos, abandona temporalmente el programa que pidió la operación lenta, y se dedica ese lapso a atender a algún otro programa residente en la memoria central. Y espera que el subsistema le envíe la interrupción que le indique que terminó con la operación que se le encargó.

Su operación está controlada por un reloj central, que indica cada cuándo se debe iniciar una nueva operación. En términos generales, será este reloj el que determine la velocidad de operación del procesador, y suele trabajar a una frecuencia medida en centenas de MHz.

Integrada a él existe una serie de celdas que se utilizan con mucha frecuencia y que por ello no están en la memoria. Estas celdas reciben el nombre de registros. Puede tener una decena o dos de ellas.

La unidad aritmética y lógica (UAL), como su nombre indica, se encarga de efectuar las operaciones relacionadas con los cálculos numéricos y simbólicos. Sólo es capaz de realizar un número reducido de operaciones muy elementales pero a gran velocidad.

Existen procesadores de tecnología CISC (Complex Instruction Set Computer) y RISC (Reduced Instruction Set Computer). Un procesador CISC está dotado de operaciones complejas que, sin embargo, son muy poco utilizadas porque son especializadas. Un RISC es un procesador muy sencillo pero muy rápido.

Los procesadores son clasificados por el tamaño de palabra que son capaces de manejar, la cantidad de bits simultáneos que manipulan. Las máquinas con procesador de tamaño de 8 bits formaron una familia de microcomputadoras, que hacia 1980 fueron reemplazadas por las de 16 bits. Las minicomputadoras suelen tener procesadores de 32 bits, y las máquinas grandes (aunque ya no físicamente) manejan palabra de 64 bits.

Memoria Central

La memoria central es un conjunto -generalmente grande- de celdas direccionales donde la computadora almacena toda la información (datos y programas) que utilizará mientras esté encendida.

Cualquier instrucción que el procesador efectúe debe necesariamente residir en la memoria central, ya que allí es donde la UCP buscará la siguiente instrucción.

El parámetro más importante en una memoria es su velocidad de acceso: tiempo transcurrido desde que el procesador pide la información contenida en una celda cualquiera hasta que ésta puede ser leída (o el tiempo transcurrido para el proceso de escritura). Los tiempos de acceso de las memorias se miden en millonésimas de segundo.

El nombre genérico de estas memorias (estáticas o dinámicas) es RAM (Random Access Memory). Memoria cuyo tiempo de acceso para la celda 1 o para la celda X es el mismo.

Caché

Como la velocidad de operación de los procesadores actuales es tan grande, muchas veces se vuelve necesario contar con un tipo especial de memoria de altísima velocidad (y considerable costo) en la cual circuitos especiales depositan de antemano una copia de las siguientes instrucciones del programa que se está ejecutando.

Estos circuito especiales de memoria "súper rápida" (de poca capacidad) reciben el nombre de memoria caché, cuando existen, ocupan un lugar intermedio entre el procesador y la memoria. La memoria caché es una especie de RAM estática y se encuentra dentro de los procesadores, también podemos encontrarla de manera externa.

ROM

La desventaja de las memorias de semiconductores es que se pierde la información que tenían almacenadas cuando se interrumpe la alimentación eléctrica. Esto obliga a la construcción de memorias no volátiles, en las que se graba la información que ya no se pierde. Estos circuitos reciben el nombre genérico de ROM (Read Only Memory).

La memoria ROM consiste en un conjunto bidimensional de cables paralelos que se cruzan pero no se tocan. Para grabar datos se hace una interconexión entre algunos de estos cruzamientos de cables conductores.

Unidades de entrada y salida

Un procesador se comunica con el exterior por medio de interfaces que permiten la entrada y salida de datos desde y hacia la memoria, esta es la única manera de comunicarlo con el entorno exterior a la computadora, para hacerle llegar la información de los usuarios y poderles mostrar los datos ya procesados.

Las unidades de entrada más comunes fueron las lectoras de tarjetas y actualmente las terminales de video. Las unidades de salida más usuales son las impresoras y las terminales de video. Existe gran variedad de modelos entrada/salida pero la mayoría utiliza los dos mismos elementos para lograr la comunicación entre el humano y la máquina: un teclado y una pantalla de video.

La unidad de entrada está conectada al puerto de entrada del procesador: un registro de pocos bytes de capacidad, por lo cual es imprescindible interrumpir al procesador cada vez que hay un dato de entrada, para que ejecute un pequeño programa cuya función consiste en llevar ese byte del puerto de entrada a un lugar en la memoria RAM. El programa especial para manejo básico de entradas y salidas es el BIOS (Basic Input Output System) y suele residir en forma permanente en una memoria PROM.

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