Arquitectura de computadoras

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ORGANIZACIÓN Y DISEÑO BÁSICO
DE UNA COMPUTADORA.

En este capitulo se tratará el tema de los componentes básicos de una computadora y las diferentes formas de relacionarlos entre si, para tal efecto trataremos los temas relacionados que aparecen en la siguiente lista:

1. Código de instrucción
2. Registros de computadora
3. Instrucciones de computadoras
4. Temporización y control ciclo deinstrucción
5. Instrucciones de referencia
6. Entrada – salida e interrupciones
7. Descripción completa de una computadora
8. Diseño de una computadora básica
9. Diseño de un acumulador lógico.

En donde:

Código de instrucción, es un conjunto de bits que indica como ejecutar una operación específica. El código de operación de una instrucción es un grupo de bits que define operacionescomo: sumar, restar, etc. Y está formado por lo menos de n bits de 2n operaciones diferentes.

Registro de computadora. Las instrucciones se almacenan en posiciones de memoria consecutiva y se ejecutan en forma secuencial, lo implica la existencia de un contador para calcular la siguiente dirección de memoria, para lograr todo esto se necesita un registro, además, se requiere otro registro paraque el procesador pueda manipular los datos.

Instrucción de computadora. Indica que operación debe ejecutar el computador. Se divide en varias categorías:
- Instrucciones aritméticas lógicas y de corrimiento.
- Instrucción para mover información desde y hacia la memoria y los registros del computador.
- Instrucción de control y
- Instrucciones de entrada y salida.

Temporización ycontrol. Para la temporización se requiere de un reloj maestro el cual genera los pulsos necesarios para el funcionamiento de los flip-flop y registros del sistema. Se requieren señales de control, provenientes de la unidad de control, para que funcionen los multiplexores de entrada de control en los registros y microoperaciones para el acumulador.

Ciclo de instrucción. El programa se ejecutarecorriendo un ciclo para cada instrucción. Se dividen en ciclos o fases:
• Buscar instrucción de la memoria
• Decodificar la instrucción
• Leer la dirección efectiva de la memoria, si la instrucción tiene una dirección indirecta.
• Ejecutar la instrucción.

Instrucciones de referencia a memoria. Se debe definir con precisión las microoperaciones que se requieren.

Entrada – salida einterrupciones. Son las que permiten el contacto con el exterior, en donde, la memoria sería la entrada, lo que aprecia el usuario la salida y las interrupciones son los mecanismos que permiten que los dispositivos externos se comuniquen con la computadora, aquí se relacionan los flip-flop de habilitación de interrupciones.

Descripción de una computadora básica. Es la relación, por medio deun diagrama de flujo, de cómo se relacionan los diferentes comandos para el manejo del hardware.

Diseño de una computadora básica. Se describen las diferentes partes de hardware mínimas para formar un computador.
- Unidad de memoria
- Registros
- Flip-flops
- Decodificadores de operación y de temporización.
- Bus del sistema.
- Compuertas lógicas de control
- Circuitos sumador ylógico.

Diseño de un acumulador lógico. Es la utilización de las diferentes compuertas electrónicas para la elaboración de circuitos.

CÓDIGOS DE INSTRUCCIÓN.

La organización interna de un sistema digital está definida por la secuencia de microoperaciones que ejecuta sobre datos almacenados en sus registros. La computadora digital de propósito general puede ejecutar varias microoperacionesy puede recibir instrucciones acerca de la secuencia específica de operaciones que debe realizar; estas proceso se puede controlar mediante un programa, el cual consiste en un conjunto de instrucciones que especifican las operaciones, operandos y la secuencia mediante la cual tiene que ocurrir el procesamiento.

La tarea de procesamiento puede alterarse al especificar un nuevo programa con...
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