aruitectura de compu



Introducción


La mayoría de los sistemas informáticos actuales siguen al pie de la letra la arquitectura propuesta por Von Newmann en el diseño del EDVAC. Esta arquitectura se caracteriza porque el programa que ejecuta el sistema informático está almacenado internamente (es información) en el propio sistema.
La arquitectura de Von Newmann define los siguientes elementos:
Unidad Centralde Proceso (CPU - Central Processing Unit)
Memoria principal
Controlador de entrada salida
Buses del sistema
Bus de datos
Bus de direcciones
Bus de control
















Índice
























Unidad Central de Proceso (CPU)

En una CPU podemos distinguir:
Unidad aritmético lógica (ALU Arithmetic and logical unit)
Se encarga derealizar las operaciones aritméticas (sumas, restas, multiplicaciones, etc..) y lógicas (AND, OR, rotaciones, desplazamientos, etc...) con los datos. Normalmente los datos con los que opera, así como los resultados de la operación se encuentran en registros de la CPU.
Las operaciones que es capaz de realizar están definidas por el juego de instrucciones de la CPU. Es posible encontrar ALUs concapacidades orientadas hacia la operación con valores enteros, coma flotante o números imaginarios (por ejemplo en las DSP.)

Banco de registros
Proporciona un espacio de almacenamiento para los datos con los que trabaja la CPU. Los registros se deben cargar con información que proviene de la memoria principal antes de comenzar a operar, cuando se necesita dejar espacio libre en el banco La CPU es ellugar en el que se procesa la información de acuerdo a las instrucciones del programa. La CPU de un sistema informático repite una serie de pasos en los que continuamente accede a memoria para leer la próxima instrucción a ejecutar, realiza lo que ordena la instrucción y vuelta a empezar.
Cuando la CPU está implementada en un único circuito integrado se llama microprocesador (µP). 
De registrospara operar con nuevos datos su valor debe escribirse en la memoria principal. 
Operar con datos en el banco de registros es mucho más rápido que operar con datos que se encuentran en la memoria principal, por eso, cuanto mayor sea el banco de registros se requerirán menos trasvases con la memoria principal y la tarea se realizará antes.
Es posible que no todos los registros tengan las mismascaracterísticas. Normalmente se distingue entre:
Registros de datos: Guardan la información con la que se trabaja.
Registros de direcciones: Guardan direcciones de memoria (en las que puede haber datos).
Registros de control: Controlan el estado de la CPU (flags: zero, overflow, underflow, positivo/negativo...)
Unidad de control
Se encarga de leer las instrucciones máquina almacenadas enla memoria principal y de generar las señales de control necesarias para controlar y coordinar el resto de las unidades funcionales de un ordenador, con el fin de ejecutar las instrucciones leídas.
 
Partes fundamentales:
Contador de programa: Registro que apunta a la dirección de memoria de la próxima instrucción a ejecutar. Se incrementa automáticamente después de ejecutar cada instrucción.
Registrode instrucción: Guarda la instrucción que se está ejecutando.
Decodificador: Interpreta la instrucción a ejecutar.
Reloj: Genera una señal de sincronía.
Secuenciador: Activa en el orden adecuado las diferentes unidades funcionales para ejecutar la instrucción.

Los dos tipos más frecuentes de unidades de control son:
Cableada: La lógica de las operaciones está implementada mediante hardware.Microprogramada: Se trata de una pequeña CPU en miniatura que puede programarse para realizar diferentes tareas. Son más flexibles pero más lentas.

Buses
Transportan la información entre los diferentes elementos de la CPU. Se distingue entre el bus de datos (que transporta la información que se está procesando) y el bus de control (que proporciona toda la señalización necesaria para...