Organización de computadoras

.:: RESUMEN ORGANIZACIÓN ::.

$> LA COMPUTADORA

- LA MÁQUINA DE VON NEUMANN

Fue diseñada en 1945 por John Von Neumann y estableció la arquitectura de las computadoras que, con algunas modificaciones, es empleada hoy en día por la mayoría de los fabricantes.

Arquitectura constituida por:
Una Unidad Aritmética Lógica: realiza operaciones elementales como suma, comparaciones
UnaUnidad de Control: encargada de interpretar las instrucciones almacenadas en memoria para su ejecución
Dispositivos de E/S: permiten la comunicación con el mundo exterior
Una Memoria Principal: donde se almacenan los datos y las instrucciones
Un Bus de Comunicación: permite el paso de información de direcciones, datos y control

- ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO

La estructura es el modo en que loscomponentes están relacionados
El funcionamiento es la operación de cada componente individual como parte de la estructura

Componentes de una computadora:

CPU: controla el funcionamiento del computador y lleva a cabo el procesamiento de datos
# UC: controla el funcionamiento de la CPU y del computador
# ALU: lleva a cabo las operaciones aritméticas y lógicas
#REGS: proporcionan almacenamiento interno y temporal a la CPU
# Interconexiones del CPU: comunica la UC, la ALU y los REGS
Memoria principal: almacena datos
E/S: transfiere datos entre el computador y el entorno externo
Sistema de interconexiones (buses): proporciona comunicación entre la CPU, la mem. y E/S

# REGS: son memorias rápidas y chicas, que almacenan información para el CPUtemporalmente
Accesibles:
- IR: almacena temporalmente una instrucción
- PC: contador de programa que apunta a la instrucción que debe ejecutarse
- De uso gral. (Ax,Bx..): se utilizan como almacenamiento temporal
Ocultos [conectados a los buses]:
- MAR: registro de dirección de memoria
- MBR: registro de datos de memoria

# Buses: un bus es un camino de comunicación que conecta dos o másdispositivos
Bus de datos: transporta datos
Bus de direcciones: identifica el origen y/o destino de los datos
Bus de control: brinda información de control y temporizado

Funciones básicas de una computadora:
Procesamiento de datos
Almacenamiento de datos
Transferencia de datos
Control

Flags: son bits que el procesador establece de modo automático acorde al resultado de cada operaciónrealizada

Z (cero) = ‘1’ si el resultado es todo 0
C (carry) = ‘1’ si hay carry en la suma, o borrow en la resta
N (negativo) = ‘1’ si el resultado es negativo (el bit más significativo es ‘1’)
V (overflow) = ‘1’ si hay una condición fuera de rango en Ca2


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- FORMATO, CICLO DE INSTRUCCIÓN Y MDDs

Dentro de la computadora cada instrucción está representada mediante una secuencia debits. La secuencia se divide en campos en correspondencia a los elementos que la componen. A este esquema se lo conoce como formato de la instrucción

Formato de la instrucción
Código de operación: especifica la operación a realizar
Referencia del operando fuente: establece dónde se encuentre el/los operando/s de entrada
Referencia del operando resultado: establece dónde almacenar el resultadoReferencia de la siguiente instrucción: le dice a la CPU donde buscar la siguiente instrucción

Ciclo de instrucción

1. Cálculo dirección instrucción (IAC): determina la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar. Se copia la dirección del PC en MAR y es puesta en el bus de direcciones
2. Captación de la instrucción (IF): la CPU lee la instrucción desde memoria, se pone en el bus dedatos, se copia en MBR y después se lleva a IR [Se incrementa el PC para captar la siguiente instrucción]
3. Decodificación de la operación en la instrucción (IOD): analiza la instrucción para determinar el tipo de operación a realizar y los operandos a utilizar
4. Cálculo de la dirección del operando (OAC): si la operación implica la referencia a un operando en la memoria o E/S, entonces se...