Elementos Funcionales De Un Ordenador Digital
Páginas: 9 (2133 palabras)
Publicado: 27 de septiembre de 2011
1 Introducción 1
2 La unidad central de proceso 2
2.1 La unidad aritmético-lógica 2
2.1.1 Estructura 3
2.2 La unidad de control 4
2.2.1 Estructura 4
2.2.2 Metodologías de diseño 6
3 La memoria 6
3.1 Jerarquía de memoria 7
3.2 Componentes de las memorias 8
3.3 Organización estructural 8
3.4 Características 9
3.5 Tipos de memorias 10
4 Sistema deentrada/salida (E/S) 12
5 Buses 13
6 Ciclo de instrucción 14
7 Bibliografía 15
Introducción
En un sentido general, se puede definir un computador como un dispositivo destinado a procesar información para resolver un determinado problema.
La rama de la computación que se encarga del estudio del diseño y estructura de los computadores se denomina arquitectura de computadores.
El modelo básicode arquitectura empleado por los computadores digitales fue establecido en 1945 por Von Neuman.
Una máquina basada en la arquitectura de Von Neuman es capaz de ejecutar una serie de instrucciones denominada programa. Estas instrucciones determinan acciones a ser ejecutadas por el computador y forman parte de un lenguaje directamente interpretable por el ordenador denominado lenguaje máquina. Laaportación más importante de esta arquitectura respecto a otras fue que utilizaba un programa almacenado en la propia memoria del computador. Los ordenadores existentes hasta entonces ejecutaban un programa construido en sus circuitos. Estos programas se escribían estableciendo manualmente las conexiones entre los componentes.
La idea de Von Neuman consistió en conectar de forma permanente lasdiferentes unidades del computador siendo coordinado su funcionamiento por un control central.
Desde un punto de vista funcional, la estructura básica de un computador digital obedece al esquema representado por la siguiente figura.
[pic]
En esta figura se distinguen cuatro bloques o unidades funcionales: la unidad de memoria (UM), la unidad aritmético-lógica (UAL), la unidad deentrada/salida (UES) y la unidad de control (UC), conectadas por medio de los buses. Cabe mencionar que la UAL y la UC se agrupan dentro de lo que se conoce como unidad central de proceso (UCP). Cada una de estas unidades tiene una misión dentro del computador y se estudiarán con detalle en los próximos apartados.
La unidad central de proceso
La unidad central de proceso es el componente máscomplejo del computador. Se podría decir que es el núcleo del mismo. Se encarga de realizar, coordinar y controlar todas las operaciones del sistema. Es el bloque encargado de la ejecución de las instrucciones.
La unidad central de proceso suele designarse con los acrónimos CPU (Central Process Unit) o UCP (Unidad Central de Proceso) también se hace referencia a ella como procesador ymicroprocesador. Está formado por la unidad aritmético-lógica, la unidad de control y los registros.
1 La unidad aritmético-lógica
Es la unidad encargada de ejecutar las operaciones aritméticas y lógicas requeridas por el programa en curso. La unidad de control le especifica los datos sobre los que debe realizar la operación además de la operación a realizar. Las operaciones que debe realizar la ALU sepuede clasificar en varios grupos:
• De desplazamiento: un desplazamiento consiste en mover los bits de un operando hacia la derecha o hacia la izquierda un determinado número de posiciones.
• Lógicas: suelen ser las conocidas not, and, or y or exclusivo xor.
• Manipulación de signo: pueden ser de cambio de signo o de extensión de signo que se produce cuando una magnitud de n bitsse almacena en un contenedor de m bits, donde m > n.
• Aritméticas: Las más características son la suma, resta, multiplicación y división.
1 Estructura
La figura 2 muestra la estructura de una unidad aritmético-lógica.
[pic]
Esta unidad se compone principalmente de los siguientes elementos:
• Uno o varios operadores: son los circuitos electrónicos encargados de realizar...
2 La unidad central de proceso 2
2.1 La unidad aritmético-lógica 2
2.1.1 Estructura 3
2.2 La unidad de control 4
2.2.1 Estructura 4
2.2.2 Metodologías de diseño 6
3 La memoria 6
3.1 Jerarquía de memoria 7
3.2 Componentes de las memorias 8
3.3 Organización estructural 8
3.4 Características 9
3.5 Tipos de memorias 10
4 Sistema deentrada/salida (E/S) 12
5 Buses 13
6 Ciclo de instrucción 14
7 Bibliografía 15
Introducción
En un sentido general, se puede definir un computador como un dispositivo destinado a procesar información para resolver un determinado problema.
La rama de la computación que se encarga del estudio del diseño y estructura de los computadores se denomina arquitectura de computadores.
El modelo básicode arquitectura empleado por los computadores digitales fue establecido en 1945 por Von Neuman.
Una máquina basada en la arquitectura de Von Neuman es capaz de ejecutar una serie de instrucciones denominada programa. Estas instrucciones determinan acciones a ser ejecutadas por el computador y forman parte de un lenguaje directamente interpretable por el ordenador denominado lenguaje máquina. Laaportación más importante de esta arquitectura respecto a otras fue que utilizaba un programa almacenado en la propia memoria del computador. Los ordenadores existentes hasta entonces ejecutaban un programa construido en sus circuitos. Estos programas se escribían estableciendo manualmente las conexiones entre los componentes.
La idea de Von Neuman consistió en conectar de forma permanente lasdiferentes unidades del computador siendo coordinado su funcionamiento por un control central.
Desde un punto de vista funcional, la estructura básica de un computador digital obedece al esquema representado por la siguiente figura.
[pic]
En esta figura se distinguen cuatro bloques o unidades funcionales: la unidad de memoria (UM), la unidad aritmético-lógica (UAL), la unidad deentrada/salida (UES) y la unidad de control (UC), conectadas por medio de los buses. Cabe mencionar que la UAL y la UC se agrupan dentro de lo que se conoce como unidad central de proceso (UCP). Cada una de estas unidades tiene una misión dentro del computador y se estudiarán con detalle en los próximos apartados.
La unidad central de proceso
La unidad central de proceso es el componente máscomplejo del computador. Se podría decir que es el núcleo del mismo. Se encarga de realizar, coordinar y controlar todas las operaciones del sistema. Es el bloque encargado de la ejecución de las instrucciones.
La unidad central de proceso suele designarse con los acrónimos CPU (Central Process Unit) o UCP (Unidad Central de Proceso) también se hace referencia a ella como procesador ymicroprocesador. Está formado por la unidad aritmético-lógica, la unidad de control y los registros.
1 La unidad aritmético-lógica
Es la unidad encargada de ejecutar las operaciones aritméticas y lógicas requeridas por el programa en curso. La unidad de control le especifica los datos sobre los que debe realizar la operación además de la operación a realizar. Las operaciones que debe realizar la ALU sepuede clasificar en varios grupos:
• De desplazamiento: un desplazamiento consiste en mover los bits de un operando hacia la derecha o hacia la izquierda un determinado número de posiciones.
• Lógicas: suelen ser las conocidas not, and, or y or exclusivo xor.
• Manipulación de signo: pueden ser de cambio de signo o de extensión de signo que se produce cuando una magnitud de n bitsse almacena en un contenedor de m bits, donde m > n.
• Aritméticas: Las más características son la suma, resta, multiplicación y división.
1 Estructura
La figura 2 muestra la estructura de una unidad aritmético-lógica.
[pic]
Esta unidad se compone principalmente de los siguientes elementos:
• Uno o varios operadores: son los circuitos electrónicos encargados de realizar...
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