Arquitectura de computadoras

Módulo 1
1.1 Organización y Arquitectura
ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS:
Se refiere a los atributos de un sistema que son visibles para un programador, a aquellos atributos que tienen un
impacto directo en la ejecución lógica de un programa. Algunos atributos físicos son: el set de instrucciones,
número de bits para representación de datos, mecanismos de E/S y las técnicas paradireccionamiento de
memoria.
ORGANIZACIÓN DE COMPUTADORAS:
Se refiere a las unidades funcionales y sus interconexiones, que dan lugar a especificaciones arquitectónicas.
Algunos atributos de organización son: señales de control, interfaces entre el computador y los periféricos y la
tecnología de memoria usada.
1.2 Evolución de las computadoras a través de la historia.
GENERACIONES DE COMPUTADORASGENERACION CERO

---- COMPUTADORAS MECANICAS (1642-1945) LA

PRIMERA GENERACION ---- BULBOS (1945-1955)
LA SEGUNDA GENERACION ---- TRANSISTORES (1955-1965)
LA TERCERA GENERACION ---- CIRCUITOS INTEGRADOS (1965-1980) LA
CUARTA GENERACION

---- PC`S, MC`S, y VLSI (1980-199?)

LA QUINTA GENERACION

---- RISC ( 2000-200?)

ENIAC. Primera computadora digital electrónica de la historia.EDVAC. Primera computadora programable.
UNIVAC I. Primera computadora comercial.
IBM vendió su primer sistema de disco magnético, RAMAC [Random Access Method of Accounting and Control]
Jack St. Claire Kilby y Robert Noyce son los creadores del circuito integrado o microchip, que después llevó a la
invención de Ted Hoff del microprocesador, en Intel.

1.3 Jerarquía de niveles de una computadora.La computadora es un sistema jerárquico y por lo tanto esta considerado como un conjunto de de subsistemas
interrelacionados, cada uno de los cuales, a su vez, se organiza en una estructura jerárquica, hasta que se
alcanza el nivel más bajo del subsistema elemental.
La naturaleza jerárquica de este sistema complejo es esencial, tanto para su diseño, como para su descripción.
Existen tres fasesde estudio de un computadora que se conocen con los términos siguientes:
[SOFTWARE]
[FIRMWARE]
[HARDWARE]
Una computadora digital es una maquina que puede resolver problemas ejecutando unas instrucciones dadas. Se
llama programa a una secuencia de instrucciones que describe cómo ejecutar cierta tarea.
El conjunto de instrucciones de una computadora forma el lenguaje con el cual podemoscomunicarnos con ella.
Dicho lenguaje se llama LENGUAJE MAQUINA y constituye uno de los niveles presentes en la mayoría de las

1

computadoras modernas.
A continuación se muestran todos los niveles de una computadora y la relación existente entre ellos:

NIVEL 6

APLICACIONES
TRADUCCIÓN

NIVEL 5

LENGUAJES DE ALTO
TRADUCCIÓN

NIVEL 4

LENGUAJE ENSAMBLADOR
TRADUCCIÓN

NIVEL 3SISTEMA OPERATIVO
INTERPRETACIÓN

NIVEL 2

LENGUAJE MAQUINA
INTERPRETACIÓN

NIVEL 1

NIVEL 0

ARQUITECTURA DE
COMPUTADORA

MICROCODIGO

HARDWARE

EJECUCION
DIRECTA

PUNTOS DE VISTA PARA EL DISEÑO DE UNA ARQUITECTURA DE COMPUTADORA
Se deben considerar los siguientes puntos:
1- Analizar las aplicaciones para encontrar las operaciones clave
2- Diseñar una trayectoria dedatos que sea óptima para las operaciones clave
3- Diseñar instrucciones que realicen las operaciones clave utilizando la trayectoria de datos
4- Agregar nuevas instrucciones sólo si no hacen más lenta a la máquina
5- Repetir este proceso para otros recursos
1.4 Clasificación de las computadoras y sus instrucciones.
En la actualidad, las computadoras se pueden dividir en cinco categorías,basándose en el tamaño físico, el desempeño y
en las áreas de aplicación de la siguiente manera:
COMPUTADORA PERSONAL (IBM PS/2) Maquinas de escritorio con procesador de una sola pastilla y dedicadas
por lo general a una sola persona. Se usan principalmente en oficinas, en educación y en aplicaciones domésticas.
MINICOMPUTADORAS (PDP-11) Se utilizan en las aplicaciones de control en tiempo real o...