Organización de la computadora digital

Universidad Autónoma de Tamaulipas
Facultad de Ingeniería “Arturo Narro Siller”





Capítulo I.

Organización de la computadora digital.











1.1.- Introducción.

La organización de una computadora digital y su arquitectura están íntimamente relacionadas; sin embargo, son dos conceptos diferentes que muchas veces se toman como sinónimo.

La organización de una computadora digital serefiere a las unidades lógicas que la componen (como la Unidad Central de Proceso, la Unidad de Memoria y la Unidad de Entrada/ Salida), las funciones que realizan, su operación y la forma en que se relacionan y se comunican unas con otras.

La arquitectura de las computadoras se enfoca en la forma de construir cada una de estas unidades lógicas para que realicen las funciones especificadas por suorganización, así como la manera en que estas unidades van a comunicarse para interactuar entre ellas.

1.2.- Arquitectura.
Una computadora digital, en su forma mas simple, consta de una Unidad Central de Proceso, una Unidad de Memoria y una Unidad de Entrada/ Salida. Estas unidades están interconectadas mediante un conjunto de líneas de comunicación que recibe el nombre de BUS.

La UnidadCentral de Proceso (CPU) internamente contiene la Unidad de Control (CU), la Unidad Aritmética/ Lógica (ALU) y varios registros. Están arquitectura básica se muestra en forma esquemática en la figura. 1.1.


Figura 1.1. Arquitectura Básica.
Dentro del BUS existen líneas para dirección, datos y señales de control
1.2.1.- Unidad de Memoria.

La unidad de memoria esta organizada como un conjunto deceldas, conocidas también como palabras, cada una de las cuales pueden almacenar un dato o una instrucción. Las celdas de la memoria tienen asociada una dirección única. Las direcciones de memoria están asignadas en forma secuencial empezando con la dirección “0”.

Pueden realizarse dos tipos de operaciones sobre la unidad de memoria. Estas operaciones son lectura de memoria y escritura a memoria.Para esto, la unidad de memoria tiene varias líneas las cuales se conecta al BUS.

Un conjunto de líneas sirven para especificar la dirección de una celda, otro conjunto sirve para transferir el dato que se desea leer o escribir en esa celda y otras líneas se usan para indicar el tipo de operación que se desea realizar. Existen, además, otras líneas que se utilizan para controlar y sincronizar laoperación de la memoria con el resto de la computadora digital.

Una operación de lectura de la unidad de memoria permite obtener el dato o código de instrucción que se encuentra almacenado en una celda particular de la memoria. Cuando se desea leer un dato o una instrucción de una celda especifica, las líneas de dirección deben tener la dirección de la celda de memoria cuyo contenido se deseaobtener, la línea de lectura se activa (indicando este tipo de operación) y las líneas de sincronización controlan el inicio de la operación.

Cuando la unidad de memoria termina de realizar la operación de lectura, coloca en las líneas de transferencia de datos una copia del contenido de la celda de memoria cuya dirección se especificó mediante la línea de dirección. El contenido de la celda dememoria no se modifica.

Una operación de escritura a la unidad de memoria permite almacenar un dato o una instrucción en una celda en particular de la unidad de memoria. El dato o instrucción que contiene la celda de memoria antes de realizar la operación de escritura será reemplazado con el dato o instrucción que se desea almacenar en dicha celda, perdiéndose el contenido original.

Para realizareste tipo de operación sobre la memoria, las líneas de dirección deben tener la dirección de la celda en la cual se desea almacenar el dato o la instrucción, que se desea guardar y las líneas de transferencia de datos deben tener el dato o instrucción que se desea guardar y la línea de escritura se activa. Cuando se inicia la operación mediante las líneas de sincronización, la unidad de memoria...