Sistemas operativos

Digitalización realizada con propósito académico
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Conceptos arquitectónicos
de la computadora
En este capítulo se presentan los conceptos de arquitectura de computadoras más relevantes
desde el punto de vista de los sistemas operativos. El capítulo no pretende convertirse en un
tratado de arquitectura, puesto que su objetivo es el de recordar y destacar los aspectosarquitectónicos que afectan de forma directa al sistema operativo.
Para alcanzar este objetivo, el capítulo se estructura en los siguientes grandes temas:
* Funcionamiento básico de las computadoras y estructura de las mismas.
* Modelo de programación, con énfasis en su secuencia de ejecución.
* Concepto de interrupción.
* Diversas acepciones de reloj.
* Aspectos más relevantes de lajerarquía de memoria y, en especial, de la memoria .
.
virtual .
* Concurrencia de la LIS con el procesador.
* Mecanismos de protección.
 

2 Sistemas operativos. Una visión aplicada
Digitalización realizada con propósito académico

2 Sistemas operativos. Una visión aplicada
Digitalización realizada con propósito académico

2 Sistemas operativos. Una visiónaplicada
Digitalización realizada con propósito académico
1.1.
ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DE LA COMPUTADORA
La computadora es una máquina destinada a procesar datos. En una visión esquemática, como
la que muestra la Figura 1.1, este procesamiento involucra dos flujos de información: el de
datos y el de instrucciones. Se parte del flujo de datos que han de ser procesados. Este flujo dedatos es tratado mediante un flujo de instrucciones de maquina, generado por la ejecución de
un programa, y produce el flujo de datos resultado.
Figura 1.1. Esquema de funcionamiento de la computadora.
Para llevar a cabo la función de procesamiento, una computadora con arquitectura von
Neuman está compuesta por los cuatro componentes básicos representados en la Figura 1.2.
La memoria principalse construye con memoria RAM y memoria ROM. En ella han de
residir los datos a procesar, el programa máquina (Aclaración 1.1) a ejecutar y los resultados.
La memoria está formada por un conjunto de celdas idénticas. Mediante la información
de dirección se selecciona de forma única la celda sobre la que se quiere realizar el acceso,
pudiendo ser éste de lectura o de escritura. En lascomputadoras actuales es muy frecuente
que el direccionamiento se realice a nivel de byte, es decir, que las direcciones 0, 1, 2,...
identifiquen los bytes 0, 1, 2,... Sin embargo, el acceso se realiza sobre una palabra de varios
bytes (típi ente de 4 o de 8 bytes) cuyo primer byte se sitúa en la dirección utilizada.
Figura1.2. Componentes básicos de la computadora
 

Conceptos arquitectónicos de lacomputadora 3
Digitalización realizada con propósito académico
ACLARACIÓN 1.1
Se denomina programa máquina (o código) al conjunto de instrucciones máquina que tiene por
objeto que la computadora realice una determinada función. Los programas escritos en
cualesquiera de los lenguajes de programación han de convertirse en programas máquina para
poder ser ejecutadospor la computadora
La unidad aritmética permite realizar una serie de operaciones aritméticas y lógicas
sobre uno o dos operandos. Los datos sobre los que opera esta unidad están almacenados en
un conjunto de registros, o bien provienen directamente de memoria principal. Por su lado, los
resultados también se almacenan en registros o en memoria principal.
La unidad de control es la quese encarga de hacer funcionar al conjunto, para lo cual realiza
las siguientes funciones:

Lee de memoria las instrucciones máquina que forman el programa.

Interpreta cada instrucción leída.

Lee los datos de memoria referenciados por cada instrucción.

Ejecuta cada instrucción.

Almacena el resultado de cada instrucción.
La unidad de control tiene asociados una serie de...