Reporte de Modulo 1 - Arquitectura de Computadoras

7/23/2019 Reporte de Modulo 1 - Arquitectura de Computadoras

1/57

CABALLERO CRUZ DANIEL ALFONSO

MODULO 1. Evolucin y

desarrollo de las computadoras.


2/57

1.1 Organizacin y Arquitectura

La Arquitectura de una Computadora se reiere a losatri!utos de un sistema que son visi!les a unprogramador. Aquellos atri!utos que tienen un

impacto directo en la e"ecucin lgica de unprograma.


3/57


La organizacin de computadora se reiere a lasunidades uncionales y sus intercone#iones$ que danlugar a especiicaciones arquitectnicas.


4/57


La organizacin de una computadora y suarquitectura est%n estrec&amente relacionadas'

(in em!argo am!as son distintas$ la arquitectura seenoca a la orma de construir las unidadesuncionales para que realicen las uncionesespeciicadas por su organizacin$ al igual que su

orma de comunicarse e interactuar entre ellas.


5/57

1.) Evolucin de las computadoras a trav*s dela &istoria

Los principios de la computacin

La deinicin original de la pala!ra +computadora+ue de una persona que &izo c%lculos. Esta deinicin

se remonta al siglo ,- y se e#tendi a la mitad delsiglo ,,$ cuando el t*rmino +computadora+ comenza reerirse a una m%quina.


6/57


La computadora se !asa en el mismo concepto que el%!aco. La tecnolog/a &izo un salto gigante con lastar"etas peroradas.

En 102$ C&arles 3a!!age com!in las tar"etasperoradas con una m%quina de vapor para inventarlo que *l llam +m%quina anal/tica+.


7/57


La compa4/a 3M surgi a partir de la invencin delta!ulador$ dise4ado por 5erman 5ollerit& en lad*cada de 1006.

Este ue el primer uso de las tar"etas peroradasrepresentando datos en lugar de las tar"etasperoradas para automatizar una uncin mec%nica

como un reproductor de piano.


8/57


5asta la d*cada de 1786$ las computadoras seutiliza!an principalmente por empresas$ go!iernos yuniversidades. Las computadoras personales

aparecieron por primera vez en el mercado a inalesde 1786. Apple introdu"o el modelo Apple en 1789 yel Apple al a4o siguiente marcando el comienzo dela era del uso masivo de computadoras en casa.


9/57


10/57


11/57

Nivel "! Len#ua$es de alto nivelEl nivel donde interactuamoscuando escri!imos programasden 5as?ell$ C$ :ava$ etc*tera

@ensamos en algoritmos$ DAs etc


12/57

Nivel %!Nivel de Len#ua$e Ensam&ladorLengua"e ensam!lador$ en generalproducido por compiladores $o escrito directamente por

programadores.

Muy cercano a la arquitecturade la computadora.


13/57

Nivel '! Nivel del So(t)aredel Sistema

Controla la e"ecucin de los procesosdel sistema

@rotege los recursos

3rinda servicios para accedera dispositivos de Entrada y (alida

Muc&as instrucciones en Ensam!ladorpasan a este nivel sin modiicacin.


14/57

Nivel *!Nivel del Len#ua$e +,-uina

am!i*n conocido como nivel (A

Bnstruction (et Arc&itecture.

Consiste en las instruccionesparticulares para la arquitecturade la maquina.

Los programas escritos en lengua"ede maquina no necesitan compilacinni ensam!lado.


15/57

Nivel .! Nivel de ControlLa unidad de control decodiica ye"ecuta instrucciones y mueve datosa trav*s del sistema.

@uede ser microprogramada o


16/57

Nivel /! Nivel deL#ica Di#italAqu/ encontramos loscircuitos digitales Bc&ips.

(on !%sicamentecompuertas y ca!les.

mplementan la lgicamatem%tica de los nivelessuperiores.


17/57

1. Clasiicacin de las

computadoras y sus instrucciones


18/57

1..1 Clasiicacin general

(e considera principalmente el tama4o en uncin del espacioque ocupa y la inraestructura que requieren$ tam!i*nconsideran dierentes tecnolog/as de a!ricacin de susprocesadores$ velocidades y capacidades de procesamiento$sin perder de vista las aplicaciones que en ellas corren$ sin

em!argo trataremos de &acer una clasiicacin generalF

De propsito #eneral!cuando est%n dedicados a resolvercualquier tipo de aplicacin dependiendo de los programas oaplicaciones que se utilice.

De propsito especial!cuando >nicamente puedenresolver un tipo concreto y particular de pro!lemas como lacomputadora de un auto$ en elevador o un controlador detemperatura.


19/57


Clasiicacin de dependiendo del tama4o /sico$desempe4o y %rea de aplicacinF

Computadoras portatilesF (on equipos de cmputo

peque4os$ que pueden sertransportados con acilidad

y no requieren

instalaciones especiales


20/57


21/57


+inicomputadoras!En esencia es unacomputadora con grandes capacidades$ !asadas enun procesador de ) o 9 !its y equipadas conmuc&os giga!ytes de memoria. (u aplicacin son lossistemas departamentales de tiempo compartido yservidores de red de arc&ivos.


22/57


23/57


24/57


25/57

-on Heumann

En esta arquitectura se o!serva que lascomputadoras utilizan el mismo dispositivo dealmacenamiento conectados mediante !us de datos yun !us de direcciones. Actualmente lascomputadoras utilizan esta arquitectura$ puede noser tan r%pida$ pero permite m%s conceptos.


26/57

Arquitectura 5arvard

En esta arquitectura se utilizan dispositivosseparados para las instrucciones y los datos$ paraque &aya mayor rapidez se utiliza la memoria cac&e

dividida$ para procesar los datos e instrucciones$ eseectivo cuando la lectura de datos e instrucciones esla misma.


27/57


28/57


29/57


30/57


31/57


32/57

I(C

Ieduccin del con"unto de instrucciones ainstrucciones !%sicas simples$ con la que puedenimplantarse todas las operaciones comple"as.

Arquitectura del tipo load;store Bcarga y almacena.Las >nicas instrucciones que tienen acceso a lamemoria son JloadJ y JstoreJ' registro a registro$ con

un menor n>mero de acceso a memoria.


33/57


34/57


35/57


36/57


37/57


38/57

1...) ntel 0609

1 3loque de registros de

propsito general

) 3loque de registros desegmento y registro @

(umador de direcciones

3us de direcciones interno

2 Cola de instrucciones B!ytes para el 0600 y 9 !ytespara el 0609

9 Unidad de control Bmuysimpliicada

8 nteraz del !us

0 3us de datos interno

7 Unidad aritm*tico lgicaBALU

16$ 11$ 1) 3us de direcciones$datos y control e#ternos


39/57


40/57


41/57

1 2 Componentes principales de una


42/57

1.2 Componentes principales de unacomputadora

Los dispositivos de entradasirven paraintroducir inormacin en la computadora. Los m%sutilizados son el teclado$ el ratn$ el esc%ner$ el CD;IOM$ el "oystic?$ el microno y las c%marasdigitales.



43/57


Los dispositivos de salidasirven para o!tener lainormacin que &a sido procesada por lacomputadora. Los m%s utilizados son el monitor$ lasimpresoras y el plotter.



44/57


La tar$eta madrees la ta!leta en donde se montantodos los componentes y sus intercone#iones amanera de pistas Bco!re ad&erido a la tar"eta.3%sicamente es el dispositivo que aglutina a todos losdem%s$ tales como microprocesador$ !uses$ ranuras$zcalos$ memoria$ puertos$ conectores$ video$ etc.
http://2.bp.blogspot.com/_cyc9JxvgE2Q/SoXnK1j_psI/AAAAAAAAADA/3XlscLrkGfk/s1600-h/Motherpartes.jpg


45/57

1.9 Kunciones de la Computadora

Una computadora realiza una serie de pasos enorma secuencial al momento de reci!ir una solicituddel usuario. El siguiente esquema muestra en undiagrama de las unciones !%sicas que e"ecuta unacomputadoraF


46/57


47/57


48/57


2rocesar datos1Consiste en manipular los datosde dierentes maneras paraF realizar c%lculos$modiicar pala!ras e im%genes$ ordenar o alterar elorden de los datos. La computadora utiliza un

dispositivo que se llama Unidad de @rocesamiento.Esta unidad contiene dos elementos principalesF

Unidad Central de @rocesamiento Ben ngl*sF Central

@rocessing Unit C@U.

Memoria del (istema.


49/57


Almacenar datos e in(ormacin1Lacomputadora de!e almacenar datos para que est*ndisponi!les durante el procesamiento. El lugardonde se almacenar%n depende de cmo se utilicenlos datos. 5ay otro tipo de almacenamiento$ que esm%s permanente$ en donde se guarda lo que no senecesita para procesar en ese momento Bpore"emploF disquetes$ CD$ disco duro.


50/57


2roducir salidas1(on los resultados generadospor la computadora. Algunos e"emplos de resultadossonF reportes$ documentos$ gr%icas$ im%genes$ etc.(e utilizan dispositivos como el monitor$ impresora$

!ocinas.


51/57

1.8 Estructuras de ntercone#in

El con"unto de caminos que conectan los dierentesmdulos constituye la estructura de intercone#in.El dise4o de esta estructura depender% de losintercam!ios que se tengan que &acer entre losmdulos.

(e &an propuesto dierentes estructuras de

intercone#in para la arquitectura de unacomputadoraF


52/57

E3S a trav4s de la UC2!La UC@ y los mdulos de EG( comparten la misma

v/a de acceso a memoria$ por lo que la UC@ de!e

parar sus c%lculos al tener que controlar todos losintercam!ios.

Ho es posi!le el acceso directo a memoria desde los

mdulos de EG(. Es la orma m%s econmica$ peroreduce el rendimiento de la UC@.


53/57

E3S a trav4s de memoria!Es posi!le el acceso directo a memoria principal de

dos o m%s componentes de orma independiente. (e

puede realizar transerencias entre la unidad de EG(y la memoria mientras la UC@ realiza c%lculos. (usmecanismos de control son comple"os y pocole#i!les$ es di/cil a4adir mdulos adicionales.


54/57

E3S mediante conmutador central!E#iste un mecanismo de distri!ucin centralizado al

cual se unen todos los componentes. El conmutadorcentral controla el acceso a memoria tanto de la UC@

como de los mdulos de EG(. La UC@ queda li!repara realizar c%lculos. Al mismo tiempo se puedeinormar a la UC@ so!re las actividades que serealizan y proporciona una cone#in directa entre la

UC@ y la unidad de EG(. (e adopta en grandessistemas y su coste es elevado y el conmutadorcomple"o.


55/57

Bus de E3S!Un con"unto de l/neas que se comparten por todos

los mdulos. En un instante slo un mdulo puedetransmitir de orma satisactoria$ y una o m%s de lasunidades de!en encargarse de controlar la utilizacindel !us. Es simple y le#i!le y se &a convertido enest%ndar.


56/57

1.0 Kunciones de Entrada y (alida

Las unciones de Entrada y (alida son la orma decomunicacin entre un sistema de procesamiento deinormacin$ tal como la computadora y el mundoe#terior$ posi!lemente un &umano u otro sistema de

procesamiento de inormacin. Los peri*ricos deEG( son utilizados por una persona Bu otro sistemapara comunicarse con una computadora.Dispositivos para la comunicacin entrecomputadoras$ tales como mdems y tar"etas de red$por lo general sirven para entrada y salida.


57/57

Conclusin del Modulo 1

Las computadoras &an o!tenido avance tras avancedesde su primer aparicin como m%quinasmec%nicas para realizar c%lculos$ como el A!aco$ sinem!argo considero que siempre se &a seguido una

misma ideolog/a de la estructura general que de!econtener una$ y a eso le podemos llamar

Arquitectura. am!i*n es importante decir que$aunque un proceso no &aya sido muy popular &aaportado algo a los avances que en la actualidadtenemos$ y que seguir%n sirviendo para uturasme"oras en estos sistemas.

Reporte de Modulo 1 - Arquitectura de Computadoras

Documents

Transcript of Reporte de Modulo 1 - Arquitectura de Computadoras