Arquitectura de computadoras

UNIDAD I
FUNDAMENTOS DE LA ARQUITECTURA COMPUTACIONAL.

1.1 CONCEPTO DE ARQUITECTURA EN EL ENTORNO INFORMATICO.
En informática, se refiere a la forma de estructurar una computadora, un sistema operativo, un microprocesador, un software, etc.
Término general que se aplica a la estructura de un sistema informático o de una parte del mismo. El término se aplica también al diseño delsoftware de sistema, por ejemplo, el sistema operativo, y a la combinación de hardware y software básico que comunica los aparatos de una red informática. La arquitectura de ordenadores se refiere a toda una estructura y a los detalles necesarios para que sea funcional, es decir, cubre sistemas informáticos, microprocesadores, circuitos y programas del sistema. Por lo general, el término no suelereferirse a los programas de aplicación, como hojas de cálculo o procesadores de textos, que son necesarios para realizar una tarea pero no para que el sistema funcione.

ARQUITECTURA DE PROCESAMIENTO.
Una computadora ejecuta una instrucción en cinco pasos. En primer lugar, la unidad de control recupera la instrucción desde la memoria; por ejemplo, la instrucción de sumar dos números. En segundolugar, la unidad de control descodifica la instrucción y la convierte en señales electrónicas que controlan la computadora. En tercer lugar, la unidad de control recupera los datos necesarios para ejecutar la instrucción (en este caso, los dos números). En cuarto lugar, la unidad aritmético-lógica ejecuta la operación (la adición de ambos números). En quinto lugar, la unidad de control almacena elresultado (en este caso, el número resultante de la suma).
Las primeras computadoras sólo empleaban instrucciones sencillas, porque el coste de los dispositivos electrónicos capaces de ejecutar instrucciones complejas era muy elevado. A medida que este coste fue disminuyendo, a lo largo de la década de 1960, fueron posibles instrucciones más complicadas.
Las instrucciones complejas (instruccionesúnicas que especifican operaciones múltiples) pueden ahorrar tiempo al evitar que el ordenador tenga que recuperar instrucciones adicionales. Por ejemplo, si se combinan siete operaciones en una instrucción, se eliminan seis de los pasos de recuperación de instrucciones, y la computadora tarda menos tiempo en procesar la operación correspondiente. Los ordenadores que combinan varias operacionesen una sola instrucción se denominan ordenadores CISC (Complex Instruction Set Computer).
Sin embargo, la mayoría de los programas no utilizan instrucciones complejas, sino que constan esencialmente de instrucciones simples. Cuando estas instrucciones simples se ejecutan en una arquitectura CISC, el proceso es más lento, porque en un diseño CISC todas las instrucciones, simples o complejas, tardanmás en ser descodificadas. Una estrategia alternativa es volver a diseños que utilizan sólo juegos de instrucciones sencillas y hacer que las operaciones más usadas se ejecuten más rápidamente para aumentar el rendimiento global. Las computadoras que emplean este diseño se llaman RISC.
Los diseños RISC son especialmente rápidos para realizar los cómputos numéricos necesarios en aplicacionescientíficas, de gráficos y de ingeniería. Los llamados procesadores de señales digitales son arquitecturas CISC especializadas para acelerar el procesado de señales digitalizadas de audio y vídeo.

1.2 DEFINICION DE COMPUTADORA
Que es una computadora:
Definición: Dispositivo mecánico-electrónico que procesa Información (numérica, alfanumérica).

Hardware : son los componentes físicos: CPUy dispositivos periféricos.
Software: Conjunto de programas escritos para la computadora.
Programa: Conjunto de instrucciones escritas que hacen funcionar la computadora.
La computadora u ordenador (en España). Es un dispositivo electrónico compuesto básicamente de procesador, memoria y dispositivos de entrada/salida. Poseen parte física (hardware) y parte lógica (software), que se combinan...