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Publicado: 21 de octubre de 2013
ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS
ARQUITECTURA DE LAS COMPUTADORAS
Guía de Aprendizaje
UNIDAD 2
Estructura y funcionamiento del CPU
Competencias especificas a desarrollar.
1. Relacionar el esquema básico de la arquitectura de Von Neumann con los elementos de un computador actual.
2. Reconocer y clasificar los elementos internos, y describir la relación existente entre losmismos.
3. Interpretar el ciclo de instrucciones.
Contenido de la unidad
1. Elementos de un computador: Esquema básico del computador de Von Neumann
En este capítulo vamos a familiarizarnos con la estructura de un computador. Describiremos su composición y el funcionamiento de la unidad central del computador: unidad de procesamiento, unidad de control, memoria y organización de E/S.Como es sabido, la tecnología de los computadores ha ido mejorando considerablemente con el tiempo, pero estos comparten desde sus inicios una arquitectura similar, conocida como arquitectura de Von Neumann, la cual consta de los siguientes elementos:
La Unidad Central de Procesamiento o CPU, donde se ejecutan las instrucciones y se realizan las operaciones matemáticas, internamente consta de:Unidad Aritmética – Lógica (ALU), que realiza todas las operaciones que involucran un procesamiento aritmético o lógico.
Unidad de Control (CU), que ejecuta las operaciones de: decisión, control y movimiento de datos.
Memoria: almacena los datos y programas.
Dispositivos de entrada/salida: permiten la comunicación entre el usuario y la computadora.
Bus de datos: interconectan loselementos antes mencionados y son el medio de transporte de los datos entre las distintas partes.
Fig. 1 Organización Física del computador
En la figura anterior, se muestran los componentes físicos que son básicos para el funcionamiento del computador, para conocer más de cada uno de ellos, lo invitamos a continuar con el desarrollo de los temas siguientes, no sin antes desarrollar lassiguientes actividades propuestas:
Actividad de Aprendizaje
1. Describe las características de la Arquitectura de Von Newmann.
El tamaño de la unidad de datos o instrucciones está fijado por el ancho del bus que comunica la memoria con la CPU. Así un microprocesador de 8 bits con un bus de 8 bits, tendrá que manejar datos e instrucciones de una o más unidades de 8 bits (bytes) de longitud.Si tiene que acceder a una instrucción o dato de más de un byte de longitud, tendrá que realizar más de un acceso a la memoria.
El tener un único bus hace que el microprocesador sea más lento en su respuesta, ya que no puede buscar en memoria una nueva instrucción mientras no finalicen las transferencias de datos de la instrucción anterior.
Limitaciones
La longitud de lasinstrucciones por el bus de datos, hace que el microprocesador tenga que realizar varios accesos a memoria para buscar instrucciones complejas.
La velocidad de operación a causa del bus único para datos e instrucciones que no deja acceder simultáneamente a unos y otras, lo cual impide superponer ambos tiempos de acceso
Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes:2. Menciona las funciones principales de la unidad central de procesamiento (CPU) de una computadora.
La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en los ordenadores. Habitualmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos. El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmético lógica querealiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones. Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a...
ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS
ARQUITECTURA DE LAS COMPUTADORAS
Guía de Aprendizaje
UNIDAD 2
Estructura y funcionamiento del CPU
Competencias especificas a desarrollar.
1. Relacionar el esquema básico de la arquitectura de Von Neumann con los elementos de un computador actual.
2. Reconocer y clasificar los elementos internos, y describir la relación existente entre losmismos.
3. Interpretar el ciclo de instrucciones.
Contenido de la unidad
1. Elementos de un computador: Esquema básico del computador de Von Neumann
En este capítulo vamos a familiarizarnos con la estructura de un computador. Describiremos su composición y el funcionamiento de la unidad central del computador: unidad de procesamiento, unidad de control, memoria y organización de E/S.Como es sabido, la tecnología de los computadores ha ido mejorando considerablemente con el tiempo, pero estos comparten desde sus inicios una arquitectura similar, conocida como arquitectura de Von Neumann, la cual consta de los siguientes elementos:
La Unidad Central de Procesamiento o CPU, donde se ejecutan las instrucciones y se realizan las operaciones matemáticas, internamente consta de:Unidad Aritmética – Lógica (ALU), que realiza todas las operaciones que involucran un procesamiento aritmético o lógico.
Unidad de Control (CU), que ejecuta las operaciones de: decisión, control y movimiento de datos.
Memoria: almacena los datos y programas.
Dispositivos de entrada/salida: permiten la comunicación entre el usuario y la computadora.
Bus de datos: interconectan loselementos antes mencionados y son el medio de transporte de los datos entre las distintas partes.
Fig. 1 Organización Física del computador
En la figura anterior, se muestran los componentes físicos que son básicos para el funcionamiento del computador, para conocer más de cada uno de ellos, lo invitamos a continuar con el desarrollo de los temas siguientes, no sin antes desarrollar lassiguientes actividades propuestas:
Actividad de Aprendizaje
1. Describe las características de la Arquitectura de Von Newmann.
El tamaño de la unidad de datos o instrucciones está fijado por el ancho del bus que comunica la memoria con la CPU. Así un microprocesador de 8 bits con un bus de 8 bits, tendrá que manejar datos e instrucciones de una o más unidades de 8 bits (bytes) de longitud.Si tiene que acceder a una instrucción o dato de más de un byte de longitud, tendrá que realizar más de un acceso a la memoria.
El tener un único bus hace que el microprocesador sea más lento en su respuesta, ya que no puede buscar en memoria una nueva instrucción mientras no finalicen las transferencias de datos de la instrucción anterior.
Limitaciones
La longitud de lasinstrucciones por el bus de datos, hace que el microprocesador tenga que realizar varios accesos a memoria para buscar instrucciones complejas.
La velocidad de operación a causa del bus único para datos e instrucciones que no deja acceder simultáneamente a unos y otras, lo cual impide superponer ambos tiempos de acceso
Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes:2. Menciona las funciones principales de la unidad central de procesamiento (CPU) de una computadora.
La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en los ordenadores. Habitualmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos. El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmético lógica querealiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones. Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a...
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