Estructura y Funcionamiento
Dmaris Esmeralda Vera Delgado 1600336Carlos Alfonso Uribe Flores
1563081Gerardo Martn Puente Mendoza 1527018Karina Michelle Vega
Rodrguez 1579348Diego Gonzlez Robles Jess Mauricio Rodrguez Nio
1573193
Por esta parte se destacan los atributos que tiene un sistema y
que son visibles para el programador.Es decir, un modelo y una
descripcin funcional de los requerimientos e implementaciones de
diseo para varias partes de una computadora.Un ejemplo de esto es
una simple instruccin, mecanismos de E/S o tcnicas de
direccionamiento de memoria.1.1 Organizacin y
ArquitecturaArquitecturaEl ordenador recibe y enva la informacin a
travs de los perifricos por medio de los canales. La UCP es la
encargada de procesar la informacin que le llega al ordenador.El
intercambiode informacin se tiene que hacer con los perifricos y la
UCP.
Todas aquellas unidades de un sistema exceptuando la UCP se
denomina perifrico, por lo que el ordenador tiene dos partes bien
diferenciadas, que son:La UCP (encargada de ejecutar programas y
que esta compuesta por la memoria principal, la UAL y la UC) Los
perifricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y
comunicaciones).
OrganizacinSe refiere a las unidades funcionales y sus
interconexiones que dan lugar a especificaciones
arquitectnicas.Entre los atributos se incluyen aquellos detalles de
hardware transparentes al programador, tales como seales de
control, interfaces entre el computador y los perifricos y la
tecnologa de memoria usada.
La organizacin de una computadora y su arquitectura estn
estrechamente relacionadas sin embargo, no se deben confundir la
arquitectura con la organizacin, que en algunos casos suele ser
usada como un sinnimo de esta ltima puesto que la arquitectura se
enfoca a la forma de construir las unidades funcionales para que
realicen las funciones especificadas por su organizacin al igual
que su forma de comunicarse e interactuar entre
ellas.Histricamente, y an hoy en da, la distincin entre
arquitectura y organizacin ha sido importante.Muchas fbricas de
computadora ofrecen una familia de modelos, todos con la misma
arquitectura pero con diferencias en la organizacin
Consecuentemente los diferentes modelos de la familia tienen
precios y prestaciones distintas Ms an, una arquitectura puede
sobrevivir muchos aos, pero su organizacin cambia con el uso de la
tecnologa.1.2 Estructura y FuncionamientoUn computador es un
sistema complejo.Los computadores de hoy en da contienen millones
de componentes electrnicos bsicos. Cmo podramos describirlos
claramente? La clave est en reconocer la naturaleza jerrquica de la
mayora de los sistemas complejos, incluyendo el computador.La
naturaleza jerrquica de los sistemas complejos es esencial tanto
para su diseo como para su descripcin.El diseador necesita tratar
solamente con un nivel particular del sistema a la vez. En cada
nivel el sistema consta de un conjunto de componentes y sus
interrelaciones.El comportamiento en cada nivel depende solo de una
caracterizacin abstracta y simplificada del sistema que hay en el
siguiente nivel ms bajo.De cada nivel al diseador le importan la
estructura y el funcionamiento:Estructura: el modo en que los
componentes estn interrelacionados.Funcionamiento: la operacin de
cada componente individual como parte de la estructura.En trminos
generales hay solo cuatro funciones bsicas:Procesamiento de
datosAlmacenamiento de datosTransferencia de
datosControlFuncionamiento
Funcionamiento
Funcionamiento
EstructuraEs el modo en que los componentes estn
interrelacionados.
El computador es una entidad que interacta de alguna manera con
su entorno externo.En general todas sus conexiones con el entorno
externo pueden ser clasificadas como dispositivos perifricos o
lneas de comunicacin.Componentes de un computadorHay cuatro
componentes estructurales principales:
Unidad Central de Procesamiento (CPU,Central Processing Unit,
Procesador): controla el funcionamiento del computador y lleva a
cabo sus funciones de procesamiento de datos.
Memoria principal: almacena datos.E/S: transfiere datos entre el
computador y el entorno externo.
Sistema de interconexin: es un mecanismo que proporciona la
comunicacin entre el CPU, la memoria principal y la E/S.
El componente ms interesante y de algn modo ms complejo es la
CPU (Unidad Central de Procesamiento).
Sus principales componentes son;Unidad de control: controla el
funcionamiento de la CPU y por tanto el computador.Unidad
aritmtico-lgica (ALU, Arithmetic Logic Unit): lleva a cabo las
funciones de procesamiento de datos del computador. Registros:
proporcionan almacenamiento interno a la CPU.Interconexiones CPU:
son mecanismos que proporcionan comunicacin entre la unidad de
control, la ALU y los registros. Hay varias aproximaciones para la
implementacin de la unidad de control; una de las ms comunes es la
implementacin microprogramada. Bsicamente acta ejecutando
microinstrucciones que definen la funcionalidad de la unidad de
control; con esta aproximacin, la estructura de la unidad de
control puede ser como la figura.
1.3 POR QU ESTUDIAR LA ORGANIZACIN Y ARQUITECTURADE LOS
COMPUTADORES?
El IEEE/ACM Computer Curricula 2001, preparado por la Joint Task
Forc de currculo de computadores de la Sociedad de Computadores
IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) y la ACM
(Association for Computing Machinery), citan la arquitectura de
computadores como uno de los temas troncales que debe estar en
todos los currculos de todos los estudiantes de licenciatura e
ingeniera informtica. El informe dice lo siguiente:
El computador est en el corazn de la informtica. Sin l la mayora
de las asignaturas de informtica seran hoy una rama de la matemtica
terica. Para ser hoy un profesional en cualquier campo de la
informtica uno no debe ver al computador como una caja negra que
ejecuta programas mgicamente. Todos los estudiantes de informtica
deben, en cierta medida, comprender y valorar los componentes
funcionales de un computador, sus caractersticas, su funcionamiento
y sus interacciones. Tambin sus implicaciones prcticas. Los
estudiantes necesitan comprender la arquitectura del computador
para estructurar un programa de forma que este sea ms eficiente en
una mquina real. Seleccionando el sistema que se va a usar, debe
ser capaz de comprender el compromiso entre varios componentes,
como la velocidad del reloj de la CPU frente al tamao de la
memoriaEsto se resume en:Un estudiante NO debe de ver un Computador
como una caja negra que solo ejecuta programas, sin l, la
informtica seria solamente una rama de la matemtica.Para ser un
profesional de la Informtica tienes que conocer perfectamente las
partes funcionales de un computador, as como sus caractersticas,
sus funciones, sus interacciones y sus implicaciones
prcticas.Cuando se Selecciona el Sistema que se va a usar, debe ser
capaz de comprender el compromiso entre varios componentes, por
ejemplo, la velocidad del reloj de la CPU frente al tamao de la
memoria
Ejemplos como razones para estudiar arquitectura de
computadores:1. Supngase que un licenciado trabaja en la industria
y se le pide seleccionar el computador con la mejor relacin calidad
precio para utilizarlo en una gran empresa. Comprender las
implicaciones de gastar ms en distintas alternativas, como una cach
grande o una velocidad de reloj mayor, es esencial para tomar esta
decisin.2. Hay muchos procesadores que no forman pare de equipos PC
o servidores, pero s en sistemas embebidos. Un diseador debe ser
capaz de programar un procesador en C que est embebido en algn
sistema en tiempo real o sistema complejo, como un controlador
electrnico de un coche inteligente. Depurar el sistema puede
requerir utilizar un analizador lgico que muestre la relacin entre
las peticiones de interrupcin de los sensores del sistema y el
cdigo mquina.3. Los conceptos utilizados en arquitectura de
computadores tienen aplicacin en otros cursos. En particular, la
forma en la que el computador ofrece un soporte arquitectural a los
lenguajes de programacin y funciones en principio propias del
sistema operativo, refuerza los conceptos de estas reas.En
Conclusin:La organizacin y arquitectura de computadores abarca un
amplio rango de temas y conceptos. Una buena comprensin de estos
conceptos ser til tanto en otras reas de estudio como en un futuro
trabajo despus de licenciarse.
