Apunte de organizacion y arquitectura

Apunte para el Final de Organización de Computadoras v0.5

Apunte de Organización de Computadoras

Miguel Darío Isasmendi ( miguelisasmendi@gmail.com ) | 1

Apunte para el Final de Organización de Computadoras v0.5

El contenido de este apunte debe ser utilizado como una GUÍA para el estudio para la cursada, o incluso el final de esta asignatura (Organización de Computadoras), ya seapara el plan 2003 o 2007. Sin embargo, se recomienda asistir a las CLASES DE CONSULTA de los docentes a cargo, para COMPLEMENTAR las nociones vertidas en este documento, y comprender los requisitos de los docentes para con los alumnos, a la hora de tomar una respuesta como CORRECTA O NO, en un EXAMEN.

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Apunte para el Final deOrganización de Computadoras v0.5

La Máquina De Von Neumann - IAS

Unidad A ritmétic oLógic a

Memoria Princ ipal

Unidad de Control de Programa

Equipos de E/S

Fue diseñada en 1945 por Von Neumann y estableció la arquitectura de las computadoras que, con algunas modificaciones, es empleada hoy en día por la mayoría de los fabricantes.

Dibujo 1: La arquitectura de Von Neumann

Dichaarquitectura está constituida por:     Una Unidad Aritmética Lógica encargada de las operaciones aritméticas y lógicas. Una Unidad de Control encargada de interpretar las instrucciones almacenadas en memoria para su ejecución. Dispositivos de E/S encargados de la comunicación al interior, dirigidos por la CU. Una memoria principal en donde se almacenan los datos y las instrucciones, a los cuales seaccede por la dirección (posición) dentro de la misma, sin considerar el tipo.

En este modelo, y aún se mantiene, la ejecución de las instrucciones se realiza siguiendo una secuencia de las mismas, una tras otra y si no se producen modificaciones explícitas que alteren su orden. Estas instrucciones se dividen en cinco grupos: Transferencia de datos; Salto incondicional; Salto condicional;Aritméticas y Modificación de direcciones.

Ciclo de Instrucción

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Los estados en la parte superior implican un intercambio entre la CPU y la memoria o Entrada/Salida. Los estados en la parte inferior implican sólo operaciones internas en la CPU.

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Ilustración 1: Ciclo de Instrucción (sin Interrupciones)

1. Cálculo dirección instrucción (Instruction Address Calculation): determina ladirección de la siguiente instrucción a ejecutarse 2. Búsqueda instrucción (Instruction Fetch): lee la instrucción de su posición de memoria a la CPU. 3. Decodificación de la instrucción (Instruction Operation Decoding): analiza la instrucción para determinar el tipo de operación a realizar y los operandos que se usarán. 4. Cálculo dirección operando (Operand Address Calculation): si la operaciónimplica la referencia a un operando en la memoria o E/S, entonces se determina la dirección. 5. Búsqueda del operando (Operand Fetch): busca el operando en la memoria o E/S. 6. Operación sobre los datos (Data Operation): ejecuta la instrucción. 7. Cálculo dirección resultado (Operand Address Calculation). Miguel Darío Isasmendi ( miguelisasmendi@gmail.com ) | 3

Apunte para el Final de Organizaciónde Computadoras v0.5 8. Almacenamiento resultado (Operand Store).

Interrupciones
Una Interrupción es precisamente eso, una interrupción en la secuencia normal de funcionamiento. Cuando el procesamiento de la interrupción se completa, la ejecución prosigue. Así, el programa de usuario no tiene que incluir ningún código especial para posibilitar las interrupciones; el procesador y el ´SistemaOperativo son los responsables de detener el programa de usuario y después permitir que prosiga en el mismo punto.

Ilustración 2: Ciclo de instrucción extendido (con interrupciones)

Tipo de Interrupción Por programa Temporizador Entrada/Salida Fallo de Hardware
Tabla 1: Tipos de Interrupciones

Descripción Generada por una condición que se produce como resultado de la ejecución de una...