estructura de un ordenador

Fundamentos de Informática

Estructura de un ordenador

ESTRUCTURA DE UN ORDENADOR.
La estructura de un ordenador, atendiendo a sus unidades funcionales (siguiendo el
esquema de Von Neumann) estaría formado por: unidades de entrada, unidades de salida,
memoria, unidad de control y unidad aritmético-lógica.
Aquí se estudiará la composición y funcionamiento de las unidades no periféricasdel
ordenador: la Unidad Central de Proceso (CPU), compuesta por la Unidad AritméticoLógica (ALU) y la Unidad de Control (UC), y la memoria principal. Se aborda también el
estudio de la interconexión de las distintas unidades a través del bus.

MEMORIA MASIVA

MEMORIA PRINCIPAL

ENTRADA

SALIDA
UNIDAD DE
CONTROL

ALU
Unidad Aritmético
Lógica

Figura 1. Esquema funcional de unordenador

1. UNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU).
La CPU (Central Processing Unit) es la unidad que realiza las operaciones más
importantes, además de sincronizar el funcionamiento del resto de unidades. Sus elementos
principales son la unidad aritmético-lógica y la unidad de control.
Otro elemento importante dentro de la CPU son los REGISTROS, que son elementos de
memoria utilizados para almacenartemporalmente los datos que necesita la CPU para
realizar la operación que esté llevando a cabo. Así por ejemplo, cuando la ALU realiza una
suma, ésta se efectúa entre dos datos que la Unidad de Control ha hecho almacenar
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temporalmente en dos registros, y el resultado de la operación se almacenará a su vez en
otro registro. Eltamaño de los registros de la CPU suele coincidir con el tamaño de la
palabra de memoria, de forma que cualquier dato almacenado en un registro pueda pasar a
la memoria y viceversa.

1.1. Unidad Aritmético-Lógica (Unidad de Procesamiento).
La ALU (Arithmetic & Logic Unit) es la unidad encargada de realizar las operaciones
elementales de tipo aritmético (sumas, restas, multiplicaciones, etc.)y lógico
(comparaciones, operaciones sobre el álgebra de Boole: NOT, AND, OR, etc.). Para
comunicarse con las otras unidades utiliza el bus de datos.

Figura 2. La Unidad Aritmético-Lógica.

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Los elementos básicos que componen la ALU son:
•

Circuito operacional (COP): Contiene los circuitos necesarios para la realizaciónde las operaciones con los datos procedentes del Registro de Entrada. También
acepta como entrada, órdenes para seleccionar el tipo de operación que debe
realizar.

•

Registro de Entrada (RE): Contiene los datos u operandos que intervienen en una
instrucción antes de que se realice la operación por parte del COP. También se
emplea como almacenamiento de resultados intermedios o finales delas
operaciones.

•

Registro de Estado (RS): Contiene un conjunto de biestables (indicadores) en los
que se deja constancia de condiciones que se dieron en la última operación
realizada y que habrán de ser tenidas en cuenta en operaciones posteriores
(indicadores de signo, de cero, de desbordamiento...). Al RS también se le conoce
con el nombre de palabra de estado.

•

RegistroAcumulador (RA): Almacena los resultados de las operaciones
realizadas por el COP. Está conectado con los RE para realimentación en el caso de
operaciones encadenadas. También tiene una conexión directa con el bus de datos
para envío de resultados a la memoria principal o a la UC.

1.2. Unidad de Control.
La UC se encarga de administrar todos los recursos de la computadora y dirigir todas lassus actividades controlando cada elemento y cada acción, y estableciendo la comunicación
entre la ALU, la memoria principal y el resto de componentes. La UC dirige la información
a las distintas unidades en el momento adecuado mientras el procesador ejecuta cada una
de las instrucciones de un programa. De forma más específica, las funciones de la UC son:
•

Controlar la secuencia en que se...