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ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

UNIMET

Prof. Sandro Costantini

GUIA 22: ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR
De las subáreas en que se descompone el estudio de un computador hay dos íntimamente relacionadas
con la asignatura: la Arquitectura de Computadores y La Estructura de Computadores. Estas subáreas
tienen fronteras comunes lo que puede dificultar su diferenciación.
El conocimiento de la arquitecturaes imprescindible para estudiar la estructura que la implementa. De las
muchas definiciones de Arquitectura que existen damos dos que son, en cierta medida, el compendio de
todas las demás. Bell y Newell, en su libro Computer Structures. Principles and examples definen
arquitectura como los atributos del computador que puede ver el programador de lenguaje máquina.
Por su parte, Hennessy yPatterson realizan una interesante definición. Arquitectura es la interface entre
el Software de bajo nivel y el Hardware, indicando que esta interfaz es la que posibilita implementaciones
de diverso costo/rendimiento en las que corre software idéntico. La arquitectura debe contener todo lo
que los programadores necesitan conocer para que el programa SW (Lenguaje Máquina) funcione
correctamente. Segúnindican Hennessy y Patterson todos los lenguajes máquina son parecidos. Esto se
debe a que la mayoría de los computadores se construyen con tecnologías basadas en los mismos
principios básicos, y a que deben ser pocas las operaciones que debe suministrar el computador.
El objetivo perseguido al diseñar una arquitectura es encontrar un lenguaje máquina que haga fácil la
construcción del hardware y delcompilador, al tiempo que se maximiza el rendimiento y se minimiza el
costo. Ejemplos de atributos de arquitectura son:
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Repertorio de instrucciones
Formato de las instrucciones
Códigos de operación
Modos de direccionamiento
Registros y posiciones de memoria que se pueden manipular directamente
Número de bits utilizados para representar diferentes tipos de datos
Mecanismos deentrada/salida

La Estructura de un computador estudia las unidades operacionales de un computador así como y las
formas de relacionarlas para que implementen las especificaciones de la arquitectura.
Atributos de la estructura son los detalles del hardware transparentes al programador como:
• Las señales de control
• Interfaces entre el computador y los periféricos
• La tecnología de memoria utilizada
•El tipo de operadores aritméticos seleccionado
Con el ejemplo que se da a continuación se ven las diferencias entre los dos conceptos. Una decisión
que afecta a la arquitectura es determinar si el computador va a disponer de una determinada operación
aritmética, por ejemplo, el producto. Una decisión de estructura es estudiar cómo implementar dicha
operación, si mediante un sistema secuencial ocombinacional; mediante una unidad especial o en la
UAL del computador. La decisión de diseño de la estructura se fundamenta en:
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La velocidad de ejecución
En el tamaño
Consumo de potencia
Etc.

La diferencia entre arquitectura y estructura aparece de manera clara en las familias de computadores,
que comparten una misma arquitectura pero tienen diferentes estructuras. Consecuentemente, losdiferentes modelos de la familia tienen diferentes precios y características de rendimiento. Aún más, el

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© 2005 Sandro Costantini

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concepto de estructura está ligado a la tecnología de fabricación, mientras que la arquitectura es
independiente de él, de tal manera que una arquitectura puede perpetuarse durante años,mientras es
muy extraño que una estructura dure demasiado tiempo. El primer ejemplo de familia de computadores
fue el IBM 360.
En lo que respecta al rendimiento del computador, en un principio eran las mejoras tecnológicas las que
aumentaban el rendimiento de los computadores. En la actualidad, es la mejora en las arquitecturas la
que ha logrado un gran avance en el rendimiento. En esta dirección ha...