Arquictetura de computadores

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ARQUITECTURA COMPUTACIONAL

Acerca de arquitectura de computadores

Una característica fundamental de una maquina digital, es que esta necesita una excitación para ejecutar una serie de pasos predeterminados, tiene una función especifica.

En un computador, la respuesta se puede programar, esto es, explora algunas instrucciones y datos (programa) y de acuerdo a esto (ejecuta). Su funciónes flexible y depende del programa almacenado en memoria.

De la diversidad de computadores que existe se distinguen algunos bloques funcionales típicos.

Se estudiaran algunos de estos bloques para entender como se construye una estructura flexible como una computadora.

Estructura funcional

En la figura se muestra una estructura típica de un computador clásico del tipo V. Neumann. Elconcepto de computador de programa almacenado se establece con el proyecto EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer), 1945 (John Von Neumann, J. Presper Ecker, John Mauchly

El avance tecnológico, particularmente el desarrollo de tecnología de compuertas con control de impedancia, 3er. estado, ha modificado la estructura centralizada por un esquema mas distribuido.

Es importanteresaltar que en todas estas representaciones se puede constatar que todos los computadores tienen la misma forma de operar. Una diferencia es la incorporación de buses en las arquitecturas actuales, lo que ha permitido el desarrollo de cada unidad funcional por separado.

Algunos de los elementos funcionales:

Unidades de entrada y salida
Unidad de memoria
Unidad aritmética lógica
Unidad decontrol
Buses: dirección, dato, control, I/O

Estos elementos se articulan de acuerdo a las características de los procesadores. Se presenta un diagrama de bloques de una estructura genérica de un procesador en que aparecen representados los distintos elementos que lo constituyen. Esta dividido en una sección de datos y una de control. La estructura de los buses se considera que es de tipomultiplexado entre memoria e I/O.

La sección de datos: registros de dirección, contador de programa, ALU, registros varios.

La sección de control provee decodificación de instrucción e información de tiempo (sincronismo) al resto de los elementos del procesador. Mantencion de información de estatus del interior y fuera del chip.

El procesador manipula, fundamentalmente, tres tipos de datos:Instrucciones: secuencias de bit que son decodificadas por el procesador. Están almacenadas en la memoria RAM o ROM y son extraidas en forma secuencial y llevadas al registro de instrucción del procesador, de acuerdo al flujo del programa.

Direcciones: o en dispositivos I/O en que se almacenan elementos de información.
ubicaciones en memoria

Datos o operandos: información que será operadapor el procesador y que puede tener una representación numérica, lógica o alfanumérica (string).

Unidad aritmetica logica

Es en donde se relizan las operaciones aritmeticas y logicas, para ello se apoya usando el registro acumulador, los registros generales y tambien un registro flag.

Los registros flag sirven para indicar el estado del procesador despues de realizar una operacion decalculo. Los registros son flip flop que registran las caracteristicas del resultado arrojado por una instruccion.

Dependiendo de los fabricantes los flags pueden ser muy diversos pero hay algunos que en general se encuentran en casi todos los procesadores:

• Flag de signo: indica si el resultado de la ultima operacion fue positiva o negativa.

• Flag de cero: indica si el resultado de laultima operacion fue cero o distinto de cero.

• Flag de overflow: indica si el resultado fue mayor que la capacidad de representacion del acumulador

• Flag de underflow: cuando el resultado es menor a la minima capacidad de representacion del acumulador.

• Etc.

Operaciones aritmeticas y logicas

Las operaciones aritmeticas y logicas se realizan siempre sobre algun registro y...
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