arquitectura computadoras

CAPÍTULO 3
Perspectiva de alto nivel del funcionamiento y de las interconexiones del computador
Un computador está constituido por CPU (unidad central de procesamiento), memoria, y unidades de E/S, con uno o varios módulos de cada tipo. Se interconectan de modo que se pueda llevar a cabo la función básica del computador, que es ejecutar programas. se puede describir un computador (1)mediante los datos y las señales de control que un componente intercambia con los otros, y (2) mediante la estructura de interconexión y los controles necesarios para gestionar el uso de dicha estructura.
Componentes del computador
La denominada Arquitectura de von Neumann se basa en tres conceptos clave:
Los datos y las instrucciones se almacenan en una sola memoria de lectura-escritura.
Loscontenidos de esta memoria se direccionan indicando su posición, sin considerar el tipo de dato contenido en la misma.
La ejecución se produce siguiendo una secuencia de instrucción tras instrucción

En el caso del hardware específico, el sistema acepta datos y produce resultados. Con el hardware de uso general, el sistema acepta datos y señales de control y produce resultados. Así, en lugar dereconfigurar el hardware para cada nuevo programa, el programador sim­plemente necesita proporcionar un nuevo conjunto de señales de control.
El programa es realmente una secuencia de pasos. En cada paso, se realiza una operación aritmética o lógica con cier­tos datos. Para cada paso, se necesita un nuevo conjunto de señales de control. La solución consiste en asociar un código específico a cadaposible conjunto de señales de control, y añadir al hardware de uso general una parte encargada de generar las señales de control a partir del código (Figura 3.1b).
Cada código es, de hecho, una instrucción, y una parte del hardware interpreta cada instrucción y genera las señales de control.
Dos componentes esenciales del sistema: un intérprete de instrucciones y un módulo de uso general paralas funciones aritméticas y lógicas. Estos dos elementos constituyen la CPU. Los datos y las instrucciones deben introducirse en el sistema. Para eso se necesita algún tipo de módulo de entrada. Este módulo contiene los componentes básicos para captar datos e instrucciones en cier­to formato y traducirlos al formato de señales que utiliza el sistema. Se necesita un medio para pro­porcionar losresultados, el módulo de salida. estos módulos se conocen con el nombre de componentes de EIS (Entrada/Salida).
Se necesita un componente más. Un dispositivo de entrada proporcionará los datos y las instruc­ciones secuencialmente. Pero un programa no siempre ejecuta las instrucciones según la misma secuencia. De la misma forma, las operaciones con datos pueden necesitar acceder a más de un ope­rando ysegún una secuencia determinada. debe existir un sitio para almacenar temporal­mente tanto las instrucciones como los datos. Ese módulo se llama memoria.
la CPU se encarga del control. Intercambia datos con la memoria. Para ello, utiliza dos registros internos (en la CPU): un registro de direcciones de memoria, que especifica la dirección en memoria de la próxima lectura o escritura, y unregistro para datos de memoria, que contiene el dato que se va a escribir en memoria o donde se escribe el dato que se va a leer de memoria. Igualmente, un registro de direcciones de E/S especifica un dispositivo de E/S. Un registro para datos de E/S se utiliza para intercambiar datos entre un módulo de E/S y la CPU.
Un módulo de memoria consta de un conjunto de posiciones, designadas por direccionesnume­radas secuencialmente. Cada posición contiene un número binario que puede ser interpretado como una instrucción o como un dato.

Funcionamiento del computador
La función básica que realiza un computador es la ejecución de un programa. El procesador lee (capta) la instrucción de memoria, y la ejecuta. La ejecución del programa consiste en la repetición del proceso de captación de...