2 Unidades funcionales de un ordenador.
Modelo de Hardvard.
La arquitectura Harvard es una arquitectura de computadora con pistas de almacenamiento y de señal físicamente separadas para las instrucciones y para los datos. El término proviene de la computadora Harvard Mark I basada en relés, que almacenaba las instrucciones sobre cintas perforadas (de 24 bits de ancho) y los datos en interruptores electromecánicos. Estas primeras máquinas tenían almacenamiento de datos totalmente contenido dentro la unidad central de proceso, y no proporcionaban acceso al almacenamiento de instrucciones como datos. Los programas necesitaban ser cargados por un operador; el procesador no podría arrancar por sí mismo.
Von Neuman
La arquitectura Von Neumann, también conocida como modelo de Von Neumann o arquitectura Princeton, es una arquitectura de computadoras basada en la descrita en 1945 por el matemático y físico John von Neumann y otros, en el primer borrador de un informe sobre el EDVAC.1 Este describe una arquitectura de diseño para un computador digital electrónico con partes que constan de una unidad de procesamiento que contiene una unidad aritmético lógica y registros del procesador, una unidad de control que contiene un registro de instrucciones y un contador de programa, una memoria para almacenar tanto datos como instrucciones, almacenamiento masivo externo, y mecanismos de entrada y salida
historia de la informatica
Unidades funcionales de un ordenador
1,1 ¿Qué es un ordenador?
Es una máquina cuyo cometido es recibir unos datos, procesarlos y ofrecer los resultados.
estendemos por ordenador el equipo de sobre mesa o portátil que tenemos en casa, realmente ay una gama mas amplia como: la lavadora, un reloj...
1.2 ¿Qué es una unidad funcional?
Hay una gran cantidad de componentes con diferentes cometidos.
La unidad funcional engloba a los componentes de acuerdo a la función que desenpeñan.
1.3Unidades funcionales de un ordenador
Las unidades funcionales de un ordenador son:
- Unidad de entrada/salida(UE/S):La forman los elementos utilizados para introducir y mostrar la información.
- Unidad de memoria (UM):Sus elementos almacenan la información del ordenador.
- Unidad Aritmético-Lógica (UAL):Realiza las operaciones que sean necesarias para procesar la información.
- Unidad de control(UC):Dirige al resto de unidades para su correcto funcionamiento.
Al conjunto de la unidad Aritmético-Lógica y la unidad de control de les conoce como unidad central de proceso (UCP).
Esta forma de organización se le llama modelo de Von Neumann, y fue presentado por el matemático Jhon Von Neumann en 1945.En la actualidad es el mas aceptado.
1.4 Los buses de comunicación
Todas las unidades necesitan comunicarse entre si. Para hacerlo utilizan los buses. Un bus es una via que comunica dos puntos. Físicamente puede ser un cable o un canal de un circuito.
El bus puede ser de diferentes forman, dependiendo de lo que circule por el.
- Bus de datos: Transfiere datos entre los elementos del ordenador.
- Bus de direcciones: Transfiere direcciones entre la unidad de control y la unidad de memoria.
- Bus de control: Emite las señales de control que gobiernan el funcionamiento de la unidad.
2.La unidad de memoria
La memoria en un ordenador se organiza en varios niveles en función de su velocidad. Esta distribución se denomina jerarquía de memoria y obtimiza su uso, ya que la información se ubica en un determinado nivel según su probabilidad de ser utilizada: mientras mayor es la probabilidad o frecuencia de uso, menor es el nivel.
los niveles están diseñados de forma que las memorias mas rápidas se sitúan en los niveles mas bajos. Existe una relación entre velocidad de una memoria y su capacidad y coste: a mayor velocidad, mayor coste y menor capacidad. En general, los niveles de jerarquía de memoria son los siguientes:
- Auxiliar: Esta memoria se usa como soporte de respaldo de información, pudiendo situarse en medios extraíbles o en red.
- Secundaria: también recibe el nombre de " memoria de discos". Se utiliza para almacenar información de forma permanente,es de alta capacidad y suele corresponderse con un medio de naturaleza mecánica.
- Principal: Conocida también como "memoria RAM". Es el bloque que constituye realmente la unidad de memoria. Se emplea para almacenar datos y programas de forma temporal.
- Caché: Memoria intermedia entre la UM yeu la CPU utilizada como apoyo para acelerar los accesos de la CPU y la UM. La caché, en realidad, esta dispuesta en varios niveles (L1,L2,L3,L4) siendo la L1 la mas rápida y de menor capacidad, y la L4 la mas lenta pero de mayor capacidad. En función de la frecuencia de uso la información se va moviendo entre los diferentes niveles de la caché antes de abandonarla.
- Registros: Son memorias de alta velocidad y baja capacidad utilizadas para el almacenamiento intermedio de datos en las unidades funcionales, especialmente en la UC y la UAL.
Los niveles 0,1,2 constituyen lo que se conoce como la "memoria interna" del equipo. El resto de niveles conforman la memoria externa.
Como hemos dicho, la unidad de memoria viene a coincidir con la memoria principal.
Los datos de la memoria principal se organizan en una especie de casilleros numerados, de forma que toda la información almacenada se puede localizar rápidamente. El casillero recibe el nombre de posición de memoria, y su identificación o numero de orden se denomina dirección de memoria.
Se pueden realizar dos tipos de memoria:
- Lectura: Se accede a la información que contiene.
- Escritura: Se introduce la información de la memoria.
La CPU procesa la información que llega al equipo. El componente encargado de ello se llama microprocesador. Existen otros chips que sirven de apoyo al microprocesador, pero este lleva la mayor carga.
3.1 Unidad Aritmética-lógica
Se encarga de las operaciones aritméticas (suma, resta ...) y lógicas (comparación, negación ...)
Elemento principal en la UAL es el operador. Es un componente electrónico cuya misión e realizar un calculo. Los operadores se clasifican según su ámbito, numero de operandos y su capacidad de operar:
- SU AMBITO:
- Genericos: Pueden realizar diferentes operaciones.
- Especificos: Solo pueden realizar un tipo de operación.
- NUMERO DE OPERANDOS:
- Monádicos
- Diádicos
- Triádicos
- SU CAPACIDAD DE OPERAR:
- Serie: Recibe información en una secuencia de bits los procesan uno a uno hasta terminar toda la ristra
- Paralelo: Recepcionan la información
3.2 Unidad de control
Compuesta por la circuitería del microprocesador, encargada de coordinar el movimiento de la información y el funcionamiento de todos los componentes del equipo.
Las órdenes que lanza la UC se llaman instrucciones, no se ejecutan aleatoriamente; van sincronizadas por el reloj del sistema.
El reloj del sistema funciona a una determinada velocidad, que se mide en megahertzios. Las instrucciones dependiendo de lo complejas que sean, podrán emplear uno o varios cientos de ciclos.
4 La unidad de entrada/salida
Es la encargada de establecer la comunicación entre el usuario y la CPU, para llevar a cabo el enlace utiliza unos dispositivos denominados periféricos.
- Periféricos de entrada: Introduce la información.
- Periféricos de salida: Muestran la información al usuario.
- Periféricos de entrada/salida: Actua en los dos sentidos del flujo de la información para introducir los datos como para mostrarlos.
- Periféricos de comunicaciones: Para establecer una comunicación entre dos usuarios a través de los ordenadores.
- Periféricos de almacenamiento: Se utilizan como memoria auxiliar a la principal del ordenador, se pueden realizar las mismas operaciones de lectura y escritura.
- Interfaz: Se encarga de gestionar el intercambio de información entre el periférico y la CPU.
- Controlador: Su misión es gestionar.
Una de las soluciones posibles pasa por la creación de un bus de E/S, direcciones y señales de control.
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