Organización del computador i. apunte inicial

Resumen Orga I

T1: Introducción

¿Qué es una computadora? Rta: Máquina programable para el tratamiento automático de la información, capaz de recibirla, procesarla y devolver resultados.

Arquitectura: Atributos visibles del programador. Registros internos, bits de almacenamiento, acceso a dispositivos.
Organización: Implementación. Señales de control, tecnología de la memoria, planificande que forma se manejan las instrucciones (directo hardware o microprogramas).

Ejemplo claro: en la familia de procesadores intel x86 la arquitectura es la misma, se pueden correr programas viejos en los nuevos procesadores, sin embargo la organización es distinta.

Nota: no hay una clara distinción entre arquitectura y organización, cualquier cosa que puede ser hecha en software puede serhecha en hardware y viceversa (principio de equivalencia).

Estructura: Forma en la que los componentes se relacionan entre sí.
Función: Operación que realizan los componentes individuales como parte de una estructura.

Funciones básicas de una computadora: Almacenar, Procesar, y Transferir datos; Control.
Ejemplos: teclado-monitor: Transferencia -> Control -> Transferencia; grabar datos:Transferencia -> Control -> Almacenamiento.

Estructura del computador:
E/S Datos – Memoria (datos y programas) – Buses – Procesador
Procesador:
Registros – Buses – ALU (unidad aritmética y lógica) – Buses – Unidad de control
Unidad de control:
Lógica secuencial – Unidad de control de registros y decodificadores – Memoria de control

Medidas de: capacidad: Kb, Mb, etc; Frecuencia: herts(ciclos x segundo)
Word: cantidad de bits que pueden moverse simultáneamente en la CPU (8 bits, 16 b, etc)

Definiciones ya conocidas en ORT: RAM, Cache, Accesos aleatorios o secuenciales, Frecuencias, Refresco de un monitor, Motherboard.

Historia:
Etapa 0 (hasta 1945): Sistemas mecánicos y electromecánicos
Etapa 1 (1945-1954): Tubos al vacío, válvulas, tableros. Lenguaje de máquina, 1950tarjetas perforadas.
Etapa 2 (1954-1965): Transistores y sistemas por lotes. Microprogramación, distinción de tareas.
Etapa 3 (1965-1980): Circuitos integrados. Multiprogramación, discos duros, bajan costos.
Etapa 4 (1980 hasta hoy): VLSI (large escale integration, facilita la creación de microprocesadores), computadores personales y super computadoras. Terminales gráficas, Macintosh, filosofíaRISC (computadora con conjunto de instrucciones reducidas).

T2: Máquina de Von Neumann y Jerarquía de Niveles

Previa:
Máquina de Turing: Máquina que graba y lee cintas
Church: Cálculo Lambda. Base del lenguaje Funcional, Resultado equivalente p/ probar Computabilidad.

Neumann: Publicitó y publicó la idea de programa almacenado en memoria.
Datos y memoria almacenados se acceden y ejecutansecuencialmente.

CPU:

Unidad de control (UC): Controla todos los componentes, Interpreta instrucciones (decodifica y ejecuta instrucciones).
Unidad algorítmica lógica (ALU): Realiza operaciones matemáticas y lógicas.
Registros: Almacenan datos binarios, acceso rápido, tamaño fijo, y propósito general.
DataPath: Red interna que comunica la UC con otras unidades y registros. Controlada xun reloj.

Ciclo de instrucción:
- UC obtiene próxima instrucción de memoria (registro PC)
- Se incrementa el PC
- Instrucción decodificada a un lenguaje que obtiene la ALU
- Se obtienen de memoria los operandos requeridos
- La ALU ejecuta y deja los resultados o registros en memoria

Tipos de operaciones:
Procesador – Memoria: Transferencia de datos.
Procesador – E/S: Transferencia dedatos.
Procesamiento de datos: Operación aritmética o lógica.
Control: Alteración de secuencia de operaciones.

Registros:
Memory Buffer Register (MBR) (ALU): Envía o recibe datos de la memoria.
Memory Address Register (MAR) (UC): Especifica a donde envía o de donde recibe datos la MBR.
Instruction Register (IR) (UC): Contiene la operación que se va a ejecutar.
Instruction Buffer Register...