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Estructura del Computador

Estructura del Computador. definiciones preliminares. Estructura: es la forma en que los componentes están interrelacionados Función: la operación de cada componente individual como parte de la estructura. funciones. Las funciones de un computador son: Procesamiento de datos

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Estructura del Computador

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  1. Estructura del Computador

  2. definiciones preliminares • Estructura: es la forma en que los componentes están interrelacionados • Función: la operación de cada componente individual como parte de la estructura.

  3. funciones • Las funciones de un computador son: • Procesamiento de datos • almacenamiento y recuperación de datos • movimientos o transferencias de datos • Control

  4. estructura general Sistema procesador periféricos Unidad Central de Proceso Memoria Principal Sistema de interconexión Computador Entrada Salida Líneas de comunicación

  5. Estructura del computador Componentes: • Sistema Procesador: Realiza la ejecución de los programas. • Periféricos: Medios de almacenamiento de largo plazo y dispositivos Entrada/Salida de información (E/S).

  6. Estructura del computador (cont.)

  7. Estructura del Sistema Procesador Componentes: • Memoria: para almacenar programas y datos. • CPU (Unidad Central de Procesos): para realizar las instrucciones del programa. • Controladores de E/S: para controlar a los dispositivos periféricos. • Buses: para transportar datos y programas entre Memoria, CPU y Controladores

  8. Sistema Procesador Periféricos Bus Datos Bus de Direcciones Bus de Control Estructura del Sistema Procesador (cont.) Memoria Contr. E/S CPU

  9. En lenguaje de máquina 0 Instrucción 1 Instrucción 2 Instrucción 3 .................... Instrucción n n-1 Memoria (RAM) MEMORIA Programa y datos del Sistema Operativo Libre Programa de usuario Datos del programa de usuario

  10. Console Controller I/O Module I/O Module Main Memory CPU OMNIBUS estructura general (pdp-8)

  11. Esquema de interconexión de los buses

  12. Brookshear: figure 2.13: Controllers attached to a machine’s bus

  13. estructura de la CPU CPU Unidad Aritmética y Lógica Sistema procesador I/O Registros System Bus CPU Interconexión Interna de la CPU Memory Unidad de Control

  14. UAL Unidad Central de Procesos • Las Instrucciones del programa “viajan” por el bus de datos y llegan al “Registro de Instrucción” de la CPU CPU Unidad de control Registro de datos 0 • La CPU decodifica y ejecuta cada instrucción, escritas en “Lenguaje de Máquina”, en la Unidad Arimética Lógica. Registro de datos n-1 Registro de Instrucción • Las instrucciones son llevadas una a una a la CPU. El registro “Contador de programa” tiene la dirección de la que se debe llevar. Contador de programa • El procesador está diseñado de forma tal que realiza un “Ciclo de Ejecución de instrucciones” 1

  15. registros de la CPU • Celdas de memoria de uso exclusivo de la CPU. • Almacen temporal de los datos que se manipulan • Entradas para la UAL • Otros de uso especial: • registro de instrucción • contador de programa

  16. A + B A Registradores B Registradores de entrada a la ALU A B Bus de entrada a la ALU ALU A + B Registrador de salida de la ALU

  17. interfaz CPU-memoria • Para trasladar los datos entre las celdas de memoria y los registradores de la cpu • Operaciones: • Cargar: memoria  registrador • Almacenar: registrador  memoria • Medio: bus de datos

  18. Unidad de control • Circuitos que coordinan las actividades de la máquina Unidad de Control CPU Lógica Secuencial ALU Control Unit Internal Bus Unidad de control registradores y decodificadores Registers Memoria de control

  19. Ciclo de instrucción • Dos pasos: • Fetch – busqueda y recuperación de la instrucción • Execute – ejecución de la instrucción

  20. 2. Decodificar el patrón de bits en el registrador de instrucción 1. Recuperar la siguiente instrucción desde memoria (apuntada por el program counter) y luego incrementar el program counter. 3. Ejecutar la instrucción indicada en el registrador de instrucción El ciclo de máquina

  21. Ciclo de ejecución de instrucciones demostración Dirección instrucción= 0 traer instrucción dirección = dirección + 1 Decodificar instrucción Busqueda de operandos Ejecución de la operación Almacenamiento de resultados

  22. Registers Cache Main Memory Disk Cache Magnetic Disk Magnetic Tape Optical Disk Memory Hierarchy - 1

  23. Memory Hierarchy - 2

  24. Cache Memory

  25. Dispositivos de almacenamiento • Discos • Duros: fijos y removibles • Flexibles: disquetes • Ópticos: CD - DVD

  26. periféricos • Teclado • Mouse (ratón) • Pantalla • Impresora • Scanner

  27. Pequeños y portátiles

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