INGIENERIA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

Definición de Arquitectura de Computadoras

La arquitectura de computadoras es el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de un sistema de computadora. Es decir, es un modelo y una descripción funcional de los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias partes de una computadora, con especial interés en la forma en que la unidad central de proceso (UCP) trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria.

También suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes de hardware para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo.

Arquitectura Von Neuman

La arquitectura de von Neumann es una familia de arquitecturas de computadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard).

La mayoría de computadoras modernas están basadas en esta arquitectura, aunque pueden incluir otros dispositivos adicionales, (por ejemplo, para gestionar las interrupciones de dispositivos externos como ratón, teclado, etc).

La arquitectura de von Neumann es una familia de arquitecturas de computadoras que utilizan el mismo dispositivo de almacenamiento tanto para las instrucciones como para los datos (a diferencia de la arquitectura Harvard).

La mayoría de computadoras modernas están basadas en esta arquitectura, aunque pueden incluir otros dispositivos adicionales, (por ejemplo, para gestionar las interrupciones de dispositivos externos como ratón, teclado, etc).

Arquitectura Harvad

El término Arquitectura Harvard hacía referencia a las arquitecturas de computadoras que utilizaban dispositivos de almacenamiento físicamente separados para las instrucciones y para los datos (en oposición a la Arquitectura de von Neumann). El término proviene de la computadora Harvard Mark I, que almacenaba las instrucciones en cintas perforadas y los datos en interruptores.

La CPU

La unidad central de procesamiento o CPU (por el acrónimo en inglés de central processing unit), o simplemente el procesador o microprocesador, es el componente del computador y otros dispositivos programables, que interpreta las instrucciones contenidas en los programas y procesa los datos. Los CPU proporcionan la característica fundamental de la computadora digital (la programabilidad) y son uno de los componentes necesarios encontrados en las computadoras de cualquier tiempo, junto con el almacenamiento primario y los dispositivos de entrada/salida. Se conoce como microprocesador el CPU que es manufacturado con circuitos integrados. Desde mediados de los años 1970, los microprocesadores de un solo chip han reemplazado casi totalmente todos los tipos de CPU, y hoy en día, el término "CPU" es aplicado usualmente a todos los microprocesadores.

Características de la CPU:

• Memoria

• Unidad aritmetica logica

• Unidad o procesador de control

MEMORIA PRINCIPAL(interna o central).

Se almacenan datos y programas, hay dos operaciones que se hacen en la memoria (lee y escribe) entonces se dice que es donde almacena, se lee y se escribe.

Es un conjunto de células numeradas y dos registros especiales con los que realiza las transacciones.

El registro de dirección que indica el numero de la celula afectada y el de intercambio que contiene la información leída o la que hay que escribir en la celula de cuestión.

La memoria central o simplemente memoria (interna o principal) se utiliza para almacenar información. En general, la información almacenada en memoria puede ser de dos tipos: las instrucciones de un programa y los datos con los que se operan las instrucciones.

Por ejemplo: Para que un programa se pueda ejecutar (correr, rodar, funcionar,…), debe ser situado en la memoria, en una operación denominada carga(load) del programa.

La memoria central de una computadora es una zona de almacenamiento organizada en centenares o millares de unidades de almacenamiento individual celdas.

La unidad elemental de memoria se llama byte(octeto). Un byte tiene la capacidad de almacenar un caracter de información, y esta formado por un conjunto de unidades más pequeñas de almacenamiento denominadas bits, que son dígitos binarios (0 ó 1). Generalmente se acepta que un byte contiene ocho bits. Por consiguiente, si se desea alamacenar la frase

la computadora utilizara exactamente 23 bytes consecutivos de memoria. Obsérvese que ademas de las letras, existen cuatro espacios en blanco y un punto (un espacio es un carácter que emplea también un byte). De modo similar, el número del pasaporte

P57487891

ocupara 9 bytes. Estos datos se llaman alfanuméricos y pueden constar de alfabeto, Dígitos o incluso caracteres especiales (simbolos:$,#,*,etc.). Mientras que cada caracter de un dato alfanumérico se almacena en un byte, la información numérica se almacena de un modo diferente. Los datos numéricos ocupan 2,4 e incluso 8 bytes consecutivos, dependiendo del tipo de dato numérico.

Existen dos conceptos importantes asociados a cada byte o posición de memoria: su dirección y contenido. Cada celda o byte tiene asociada una unica dirección que indica su posición relativa en memoria mediante la cual se puede acceder a la posición para almacenar o recuperar información. La información almacenada en una posición de memoria es su contenido.

El contenido de estas direcciones o posiciones de memoria se llaman palabras, de modo que existen palabras de 8,16,32, y 64 bits. Por consiguiente, si trabaja con una maquina de 32 bits, es decir, 32 digitos, bien ceros o unos.

Siempre que una nueva información se almacena en una posición, se destruye (desaparece) cualquier información que en ella hubiera y no se puede recuperar. La dirección es permanente y única, el contenido puede cambiar mientras se ejecuta un programa.

la memoria central de una computadora puede tener desde unos centenares de millares de bytes hasta millones de bytes. Como el byte es una unidad elemental de almacenamiento, se utilizan múltiplos para definir el tamaño de la memoria central:

kilo-byte(KB o Kb) igual a 1.024 bytes(210) practicamente

...