arquitectura del computador

Componentes del computador
La arquitectura de von Neumann se basa en 3 conceptos claves
Los datos y las instrucciones se almacena en una sola memoria de lectura y escritura.
Los contenidos de esta memoria se direccionan indicando su posición sin considerar el tipo de dato contenido en la misma.
Ejecución se produce siguiendo una secuencia de instrucción tras instrucción(a no ser quedicha secuencia se modifique explícitamente).
Hay un conjunto pequeño de componentes lógicos básicos, que pueden combinarse de formas diferentes para almacenar datos binarios y realizar las operaciones aritméticas y lógicas con estos datos. Si se desea realizar un cálculo concreto, es posible utilizar una configuración de componentes lógicos diseñada específicamente para dicho cálculo .Se puedepensar en el proceso de conexión de los diversos componentes para obtener la configuración deseada, como si se tratase de una forma de programación. El programa resultante es hardware y se denomina programa cableado (hardwired program).
Ejemplo:
Configuración de uso general de funciones lógicas y aritméticas. Este hardware realiza funciones diferentes según las señales de control aplicadas. En elcaso de hardware especifico, el sistema acepta datos y produce resultados. (Ver figura 1).

Figura 1.







Con el hardware de uso general, el sistema acepta datos y señales de control y produce resultados. ¿Cómo se suministran las señales de control? La repuestas es simple, pero ingeniosa. El programa es realmente una secuencia de pasos. En cada paso, se realiza una operaciónaritmética 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 cada posible conjunto de señales de control y añadir el hardware de uso general una parte encargada de generar las señales de control a partir del código. (Ver figura 2).


Figura 2


En lugar de tener que reconfigurar el hardware para cadaprograma todo lo que se necesita es proporcionar una nueva secuencia de códigos. Cada código es, de hecho, una instrucción y una parte del hardware interpreta cada instrucción y genera las señales de control. Para distinguir este nuevo método de programación una secuencia de códigos o instrucciones se denomina software.
La CPU se encarga del control. Intercambia datos con la memoria. Para ello,usualmente utiliza dos registros internos (en la CPU): un registro de direcciones de memoria (MAR. Memory Address Register), que especifica la direcciones en memoria de la próxima lectura o escritura y un registro para datos de memoria (MBR, Memory Buffer Register), 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 unregistro de direcciones de E/S (E/S AR. E/S Address Register) .especifica un dispositivo de E/S. Un registro para datos de E/S (E/S BR E/S Buffer Register) se utiliza para intercambiar datos entre unos módulos de E/S y la CPU. (Ver figura 3).

Figura 3. Componentes del computador: esquema de dos niveles

Un modulo de memoria consta de un conjunto de posiciones designadas por direcciones numeradassecuencialmente. Cada posición contiene un número binario que se puede ser interpretado como una instrucción o como un dato. Un modulo binario que puede ser interpretado como una instrucción o como un dato. Un modulo de E/S transfiere datos desde los dispositivos externos ala CPU y a la memoria y viceversa. Contiene los registros (buffers) Internos para almacenar los datos temporalmente hasta quepuedan enviarse.
Funcionamiento del computador
La función básica que realiza un computador es la ejecución de un programa constituido por un conjunto de instrucciones almacenadas en memoria. El procesador es precisamente el que se encarga de ejecutar las instrucciones especificadas en el programa. Esta sección proporciona una revisión de los aspectos claves en la ejecución de un programa que...