Arquitectura de computadoras

Instituto Tecnológico de Chetumal
Arquitectura de Computadoras

Unidad I
Arquitecturas de computo

Autor: [Ing. Braulio Azaaf Paz García]
Ingeniería en Sistemas Computacionales

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Índice
1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.
1.1.1 Clásicas.
1.1.2 Segmentadas.
1.1.3 De multiprocesamiento.
1.2 Análisis de los componentes.
1.2.1 CPU.
1.2.1.1 Arquitecturas.
1.2.1.2 Tipos.1.2.1.3 Características.
1.2.1.4 Funcionamiento(ALU, unidad de control, Registros y buses internos)
1.2.2 Memoria.
1.2.2.1 Conceptos básicos del manejo de la memoria.
1.2.2.2 Memoria principal semiconductora.

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Índice
1.2.2.3 Memoria cache
1.2.3 Manejo de la entrada/salida.
1.2.3.1 Módulos de entrada/salida.
1.2.3.2 Entrada/salida programada.
1.2.3.3 Entrada/salida medianteinterrupciones.
1.2.3.4 Acceso directo a memoria.
1.2.3.5 Canales y procesadores de entrada/salida
1.2.4 Buses
1.2.4.1 Tipos de buses
1.2.4.2 Estructura de los buses
1.2.4.3 Jerarquías de buses
1.2.5. Interrupciones

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1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.
1.1.1 Clásicas
Las computadoras digitales convencionales presentan un aspecto común que
se atribuye a Von Neumann, aunque loshistoriadores coinciden en que el
diseño en cuestión fue obra de todo el equipo.
El modelo de Von Neumann consta de cinco componentes principales:

La unidad de entrada: provee las instrucciones y los datos requeridos por el
sistema, los que se almacenan en la unidad de memoria. Las instrucciones y
los datos se procesan en la unidad aritmetico-logica (ALU) bajo la unidad de
control. Los resultadosobtenidos se envían a la unidad de salida.
El conjunto constituido por las unidades aritmetico-logica y de control se designa
habitualmente con el nombre de unidad central de proceso (CPU).

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1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.

Rutas de datos y rutas de control.

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1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.
Si bien el modelo de Von Neumann prevalece en la estructura de lasactuales
computadoras, el mismo ha sido modernizado. El modelo de interconexión a
través del bus del sistema. Considera que el sistema de computación esta
constituido por tres subconjuntos, la CPU, la memoria y la entrada-salida.
Este refinamiento del modelo de Von Neumann combina a la ALU y la unidad de
control en un solo bloque funcional, la CPU. Las unidades de entrada y salida se
combinan,asimismo, en una única entrada-salida.
Lo más importante de este modelo es que realiza las comunicaciones entre los
componentes por medio de un camino compartido conocido como bus del
sistema, constituido a su vez por un bus de datos (que transporta información
que se esta transmitiendo), un bus de direcciones (que determina hacia donde
esta siendo enviada dicha información) y un bus decontrol (que describe
aspectos de la forma en que se esta llevando a cabo la mencionada
transferencia de información).
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1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.
Físicamente los buses están constituidos por conjuntos de cables asociados de
acuerdo a su función. Un bus de datos de 32 bits contiene 32 cables
individuales, cada uno de los cuales transporta un bit de datos. En este sentido
unbus del sistema es, en realidad un grupo de buses individuales clasificados
de acuerdo a su función.

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1.1 Modelos de arquitecturas de cómputo.
1.1.2 Segmentadas.
Consiste en la segmentación del procesador (pipe-line), descomponiéndolo en
etapas para poder procesar una instrucción diferente en cada una de ellas y
trabajar con varias a la vez. La arquitectura en pipeline (basada enfiltros)
consiste en ir transformando un flujo de datos en un proceso comprendido por
varias fases secuenciales, siendo la entrada de cada una la salida.
1.1.3 De multiprocesamiento.
SMP es el acrónimo de Symmetric Multi-Processing, multiproceso simétrico.
Se trata de un tipo de arquitectura de ordenadores en que dos o más
procesadores comparten una única memoria central.
Los sistemas SMP...