Arquitectuca de la computadora

Universidad Nacional de Catamarca
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
CICLO PROFESORADO EN COMPUTACIÓN
San Miguel de Tucumán
Primer Cuatrimestre 2013
ARTICULACIÓN II
PARTE I: ARQUITECTURA DEL PROCESADOR
Clase 4
Estructura de una computadora
Jerarquía de Niveles
Ing. Georgina Inés Cerúsico

Estructura de una Computadora
Máquina de von Neumann
Jerarquía de Niveles

Inicios dela computación
Turing y Church sientan las bases teóricas de la
computación
 Maquina de Turing







Máquina teórica compuesta por una cinta y una
cabeza que puede leer y grabar símbolos en ella.
Un conjunto finito de estados
Un programa “cableado” del tipo (condición, acción)

Máquina universal de Turing


Máquina (teórica) capaz de simular el
comportamiento decualquier maquina (de
Turing) a partir de un programa ingresado en
la cinta

El modelo de von Neumann







Antes: programar era
conectar cables…
Hacer programas era
más una cuestión de
ingeniería electrónica
Cada vez que había
que calcular algo
distinto había que
reconectar todo.
Como vemos en la
fotografía, las
encargadas de
programar las primeras
computadoras eranmujeres.

John Von Neumann


1903 – 1957, Matemático



En 1944, el Proyecto ENIAC (una máquina de propósito
general, limitada por una pequeña cantidad de memoria
y por la dificultad de programación) atrajo a von
Neumann. El grupo formado por los Ing. Prespert Eckert
y John Mauchly quería mejorar el proceso de
introducción de los programas y se planteó la posibilidad
de guardarloscodificados como números. Von
Neumann ayudó a cristalizar estas ideas y escribió un
informe proponiendo una máquina con el programa
almacenado llamado EDVAC.



Se publicó y publicitó la idea de programa almacenado
en memoria, en un informe con el nombre de von
Neumann, mientras que los de Eckert y Mauchly, fueron
omitidos.



Esto sirvió de base para el término de uso habitual“máquina von Neumann”, que para muchos autores
otorga demasiado protagonismo a von Neumann, y
demasiado poco a los ingenieros Eckert y Mauchly, que
trabajaron en las máquinas.

Ideas publicitadas por von Neumann



Los datos y programas se almacenan en una misma
memoria de lectura-escritura
Los contenidos de esta memoria se direccionan indicando su
posición sin importar su tipo
Ejecución ensecuencia (salvo que se indique lo contrario)



Representación Binaria




Estructura (computadora)
periféricos

Computador
Unidad
Central de
Proceso
CPU

Computador

Memoria
Principal

Sistema de
interconexión

Entrada
Salida
Líneas de
comunicación

Características principales


3 componentes principales:


CPU:
• Unidad de Control, Unidad aritméticológica (ALU), Registros



Memoria principal:
• Almacena programas y datos







Sistema de Entrada/Salida

Procesamiento secuencial de instrucciones
Datos binarios
Un sistema de interconexión



Conecta la memoria y unidad de control
Fuerza la alternación entre ciclos de lectura y ejecución

Estructura (CPU)
CPU
Computer
Registros

I/O
System
Bus
MemoryUnidad
Aritmética y
Lógica

CPU

Interconexión
Interna de la CPU

Unidad
de
Control

CPU
Unidad de Control (UC)
 Controla todos los componentes
 Interpreta instrucciones




Decodifica y Ejecuta instrucciones.
Transforma instrucciones en órdenes a
otros componentes
Puede ser programada por hardware
(cableada) y “microprogramada” (varias
microinstrucciones porinstrucción)

Unidad Aritmético Lógica (ALU)
 Realiza operaciones matemáticas y
lógicas




Sumas, restas, multiplicaciones
And, Or, Xor
Corrimientos

CPU
Registros
 Almacenan datos binarios, acceso
rápido
 De tamaño fijo
 De propósito general (programas) o
específicos (acumulador, program
counter, puntero a memoria, etc.)
DataPath
 Red interna que comunica la UC con...