programacion

Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Ingeniería
Fundamentos de Computación y Programación

Arquitectura y Lenguajes de Programación
El computador y su arquitectura básica
Podríamos partir preguntándonos qué es un computador, también llamado ordenador o
computadora, pero probablemente nos ahogaríamos en un sinfín de definiciones. Las más
simples tienen que ver con la idea decomputar, que tiene su origen en la palabra del
latín computare, que significa "contar" o "calcular". Las más complejas tienen relación
con el aparato que conocemos hoy: una máquina de cálculo electrónica digital
programable. Diremos entonces que un computador es un artefacto capaz de
almacenar, computar y manipular datos, tanto de manera lógica como matemática, que
además puede interactuar con unusuario.
Todos hemos escuchado del hardware del computador, que no es otra cosa que los
componentes físicos del computador, es decir, aquellos que podemos tocar. En otras
palabras, el hardware corresponde a la máquina en sí misma. En esta categoría podemos
encontrar muchos elementos.
La estructura de los computadores ha ido evolucionando a través del tiempo, pero
prácticamente todos loscomputadores comerciales hoy en día, responden a lo que se
conoce como arquitectura Eckert-Mauchly, también conocida como la arquitectura de
Von Neumann, propuesta en 1945. Esta consiste esencialmente de cinco componentes
(Figura 1.):
1. Una unidad aritmético-lógica (ALU), donde se llevan a cabo las operaciones
aritméticas y lógicas.
2. Una unidad de control, que se encarga de coordinar losotros elementos para
realizar una determinada operación.
3. Una memoria, que almacena datos y las instrucciones a ejecutar (programa).
4. Dispositivos de entrada/salida, para alimentar la memoria con datos e
instrucciones y para entregar los resultados del cómputo almacenados en
memoria.
5. Buses, que proporcionan un medio de transporte de los datos e instrucciones
entre los distintos elementos(cableado).

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Figura 1. Modelo básico de la arquitectura de Eckert-Mauchly

Los primeros dos elementos más unos dispositivos de almacenamiento más rápidos y
más pequeños que la memoria principal, llamados registros, constituyen la unidad
central de procesamiento (UCP o CPU por sunombre en inglés: Central Processing
Unit), que hoy en día normalmente reside íntegramente en el procesador.

Preguntas 1 y 2

En este punto, en forma grupal trabajen en las primeras dos preguntas de la
actividad

Sistema binario
Los computadores son máquinas que funcionan con electricidad. En consecuencia,
necesitan de un sistema para manejar datos que pueda resumirse en “hay voltaje” o “nohay voltaje”. A esta unidad mínima de electrónica digital se le conoce como bit. A través
de convenciones y estándares de codificación, los bits permiten representar números,
textos, imágenes, videos, etc. Para manejar números enteros se usa el sistema
numérico binario, en que una secuencia de n bits corresponde a un número natural
(entero ≥ 0) de acuerdo a la siguiente fórmula:

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En las arquitecturas actuales n normalmente es múltiplo de 8, como 32 ó 64 bits. A una
secuencia de ocho bits se le llama byte, por lo que las arquitecturas actuales usan
palabras de 4 y 8 bytes.
Ejemplo 1
En un computador con palabras de un byte,
(00000011)2 = 0⋅27 + 0⋅26 + 0⋅25 + 0⋅24 + 0⋅23+ 0⋅22 + 1⋅21 + 1⋅20 = (3)10
(00001011)2 = 0⋅27 + 0⋅26 + 0⋅25 + 0⋅24 + 1⋅23 + 0⋅22 + 1⋅21 + 1⋅20 = (11)10
(10010010)2 = 1⋅27 + 0⋅26 + 0⋅25 + 1⋅24 + 0⋅23 + 0⋅22 + 1⋅21 + 0⋅20 = (146)10
Esto último se lee “el número binario 10010010 es igual al número decimal 146”.

Para realizar una conversión de natural a binario, existen dos métodos, el primero, es
similar al que se muestra en el ejemplo...