Estructura De Computadores Ii

Estructura de Computadores II

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Tema 1 Estructuras de interconexión de un computador.
En el nivel jerárquico superior, un computador consta de la UCP, la memoria y la unidad de
E/S. Se puede describir un computador si se conoce:
1- La estructura externa de cada componente, es decir, los datos y señales de control que
intercambia con otros módulos.
2- La estructura de interconexión ylas ordenes de control que se necesitan para gestionar su
utilización.

Componentes de un Computador.
La arquitectura Von Newman se fundamenta en tres ideas claves:
a- En la memoria del computador se almacenan simultáneamente datos e instrucciones.
b- Se puede acceder a la información contenida en la memoria especificando la dirección
donde se encuentra almacenada. La memoria no distingue silo que contiene es un dato o
una instrucción.
c- La ejecución de un programa se realiza de forma secuencial de una instrucción a la que le
sigue, al no ser que se modifique la frecuencia con una ruptura.
Con esta filosofía se pueden plantear dos procedimientos de construcción, en primer lugar se
puede diseñar un sistema a medida, la alternativa consiste en considerar una configuración demódulos
aritméticos y lógicos de propósito general. Los componentes básicos del sistema son:
1- Interprete de instrucciones: Unidad de Control.
2- Módulo de funciones lógicas y aritméticas de propósito general: Unidad Aritmético Lógica.
Estas unidades constituyen la Unidad Central de Proceso.
Para que el computador pueda funcionar necesita algunos componentes adicionales. La unidad
deentrada/salida para la conexión con el exterior; y la unidad de memoria para el almacenamiento de
datos.
En su modo de funcionamiento normal es la UCP quien tiene el control del computador y opera
intercambiando con la memoria. Para ello dispone de 2 registros:
• Registro de dirección de memoria: Especifica la próxima dirección de memoria de
donde se va a leer o escribir.
• Registro de datos enmemoria: Contiene el dato a escribir en la memoria o recibe el
dato leído.
El módulo de E/S también dispone de registros internos análogos.
• Registro de dirección de E/S. Especifica un dispositivo particular de E/S
• Registro de datos de E/S. Se utiliza para el intercambio de datos entre un módulo de
E/S y la UCP.
Función de un computador.
La secuencia de operaciones realizadas en la ejecución deuna instrucción constituye lo que se
denomina ciclo de instrucción. El punto de vista más sencillo es considerar que el procesamiento del
ciclo de instrucción consta de dos pasos:
• Fase o ciclo de búsqueda.
• Fase o ciclo de ejecución
La ejecución de un programa consiste en la repetición cíclica de las fase de búsqueda y
ejecución de las instrucciones, y finaliza mediante una de lassiguientes acciones:
1- Se desconecta el computador.
2- Ocurre algún tipo de error irrecuperable.
3- Se ejecuta una instrucción que fuerza su terminación
Ciclo de búsqueda y ejecución.
En el comienzo de cada ciclo de instrucción la UCP busca en la memoria una instrucción. En la
UCP se dispone para ello de un registro llamado contador de programa. La instrucción leída se carga
(almacena) en unregistro de la UCP llamado registro de instrucción. La UCP interpreta la instrucción y
ejecuta la acción indicada. En general la acción será una combinación de las siguientes categorías:
UCP - Memoria
UCP - Entrada/Salida
Procesamiento de datos

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Control
Ciclo de interrupción.
Todos los computadores disponen de un mecanismo para que otros módulos puedaninterrumpir
a la UCP. El objetivo fundamental de las interrupciones es mejorar el rendimiento de los computadores
desde el punto de vista de su velocidad de procesamiento.
Para permitir el mecanismo de interrupciones se ha de añadir en el ciclo de instrucción un ciclo
de interrupción. En este ciclo la UCP comprueba si se ha producido alguna interrupción y en caso
afirmativo indica su...