Arquitecturadecomputadores

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Arquitecturadecomputadores

  1. 1. INFORMÁTICA BÁSICAUNIDAD II
  2. 2. ESTRUCTURA INTERNA DEL COMPUTADORDEFINICIÓN DE COMPUTADOR• Computador, dispositivo electrónico capaz de recibirun conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizandocálculos sobre los datos numéricos, o biencorrelacionando otros tipos de información.
  3. 3. En resumen la computadora es una dualidad entrehardware (parte física) y software (parte lógica), queinteractúan entre sí para una determinada función.HARDWARE SOFTWAREEs el conjunto de loscomponentes físicosSon los programas¿QUÉ ES UN PROGRAMA?Es un conjunto de instruccionesque la computadora ejecuta pasoa pasoSin un programa que le deórdenes la computadorano funciona
  4. 4. Así trabaja la Computadora• Las computadoras almacenany manejan datos• Nosotros podemos introduciréstos datos en la máquinamediante el uso dedispositivos de entrada comoel teclado o el mouse• Los datos que introducimos,viajan por el cable que conectaa éstos con la máquina enforma de pulsos eléctricos• Los pulsos eléctricos sonenviados a la computadora enun código llamado lenguajebinario. Que se basa en lautilización de 1’s y 0’s.• El procesador es el encargadode recibir los datos queprovienen de los periféricos deentrada y de ésta forma puedesaber qué es lo que deseamoshacer.• La información resultante deéstas operaciones, es enviadahacia un dispositivo de salidacomo el monitor, o laimpresora; de tal forma quepueda ser vista por el usuario.• También puede seralmacenada en el disco duro,en un disquete o en un CDpara ser utilizada en otromomento
  5. 5. Al encender la computadora.1)Un circuito de control llamado BIOS (sistema básico de entrada y salida) iniciauna inspección del sistema .2)Este examen se denomina POST y tiene como función comprobar que loscomponentes básicos funcionan bien3) Pasado el Post el BIOS inicia la búsqueda de un Sistema Operativo que debecargar en la memoria RAM para que desde allí este continúe con el control de lacomputadora4)Terminada la carga del sistema operativo el PC puede trabajar con distintosprogramas.Todo el movimiento generado (transmisión y ordenamiento de datos) es dirigidopor el microprocesador que a su vez utiliza una red de chips para ordenar latransmisión de señales que se necesitan para que el PC funcione5)Cuando un trabajo es terminado por el usuario entonces llega el momento desalvarlo lo que se hace depositando la información en un Dispositivo dealmacenamiento
  6. 6. ESQUEMA DEL FUNCIONAMIENTO DE UNCOMPUTADORENTRADAIngreso de DatosDispositivos deEntradaPROCESOTrabajo de la CPUUnidad Central deProcesoSALIDAEntrega deResultadosDispositivos deSalida
  7. 7. ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR
  8. 8. Estructura a Nivel Superior
  9. 9. Buses• Un bus es un camino entre dos o másdispositivos.• Se encuentra constituido por varioscaminos de comunicación, o líneas• Cada línea es capaz de transmitir señalesbinarias representadas por 1 ó por 0.• Se pueden usar varias líneas del buspara transmitir dígitos binariossimultáneamente (en paralelo)
  10. 10. Buses
  11. 11. Buses• Los computadores poseen diferentes tiposde buses.• El bus que conecta los componentesprincipales del computador(procesador, memoria, E/S) se denominabus del sistema
  12. 12. Estructura del Bus• Constituidos usualmente por entre 50 y100 líneas.• Cada línea se le asigna un significado ouna función particular.• En todos ellos las líneas se clasifican entres grandes grupos– Línea de datos– Línea de direcciones– Línea de control
  13. 13. Estructura del Bus• El bus de direcciones, (también conocido como bus dememoria) transporta las direcciones de memoria al queel procesador desea acceder, para leer o escribir datos.El bus de datos transfiere tanto las instrucciones queprovienen del procesador como las que se dirigen haciaél. Se trata de un bus bidireccional.• El bus de control (en ocasiones denominado bus decomando) transporta las órdenes y las señales desincronización que provienen de la unidad de control yviajan hacia los distintos componentes de hardware.
  14. 14. CPU Memoria Memoria E/S E/SBus de datosBus de direcciónBus de control
  15. 15. LA UNIDAD CENTRAL DE PROCESOFunciones que realiza• La Unidad central de proceso o CPU, se puededefinir como un circuito microscópico que interpretay ejecuta instrucciones.• La CPU se ocupa del control y el proceso de datosen los computadores.• Generalmente, la CPU es un microprocesadorfabricado en un chip, un único trozo de silicio quecontiene millones de componentes electrónicos.
  16. 16. • El microprocesador de la CPU está formado por unaunidad aritmético-lógica que realiza cálculos ycomparaciones, y toma decisiones lógicas(determina si una afirmación es cierta o falsa); poruna serie de registros donde se almacenainformación temporalmente, y por una unidad decontrol que interpreta y ejecuta las instrucciones.
  17. 17. • Para aceptar órdenes del usuario, accedera los datos y presentar los resultados, laCPU se comunica a través de un conjuntode circuitos o conexiones llamado bus.
  18. 18. Elementos que la componen• Unidad de control: controla el funcionamiento dela CPU y por tanto del computador.• Unidad aritmético-lógica (ALU): encargada dellevar a cabo las funciones de procesamiento dedatos del computador.• Registros: proporcionan almacenamiento internoa la CPU.• Interconexiones CPU: Son mecanismos queproporcionan comunicación entre la unidad decontrol, la ALU y los registros.
  19. 19. Estructura de la CPU
  20. 20. Estructura de la CPU
  21. 21. UNIDADARITMÉTICA LÓGICA- Realiza las operaciones aritméticas ylógicas con los datos.- El resto de los elementos del computadorestán para suministrarle datos, a fin de queesta los procese-Núcleo o esencia del computador.
  22. 22. - Los datos se presentan a la ALU a travésde registros, y así mismo en registros sealmacenan los resultados. (reg. internos alprocesador).- La aritmética normalmente se realiza condos tipos de números: enteros y comaflotante.UNIDADARITMÉTICA LÓGICA
  23. 23. UNIDAD DE CONTROL- Emite señales de control externas alprocesador para producir el intercambio dedatos con la memoria y los módulos de E/S.
  24. 24. UNIDAD DE CONTROL- Emite señales internas al procesador paratransferir datos entre registros, hacer que laALU ejecute una función concreta, y regularotras operaciones internas.-Su función es buscar las instruccionesen la memoria principal, decodificarlas(interpretación) y ejecutarlas
  25. 25. Registros• Es una memoria de alta velocidad y pocacapacidad, integrada en elmicroprocesador, que permite guardartransitoriamente y acceder a valores muyusados, generalmente en operacionesmatemáticas.
  26. 26. Tipos de Registros• Registro Acumulador• Registro de Estado• Registro de Instrucción• Registro de Programa
  27. 27. Tipos de Registros• Registro Acumulador: Es el registrodónde se almacenan los resultados de lasoperaciones realizadas por la UnidadAritmético y Lógica• Registro de Estado: Registros en los quese deja constancia de algunascondiciones. Ejm en el caso de hacer unaresta, tiene que quedar constancia de si elresultado fue cero, positivo o negativo.
  28. 28. Tipos de Registros• Registro de Instrucción: Contiene lainstrucción que está siendo procesadaactualmente.• Contador de Programa: Contiene ladirección de la siguiente instrucción aprocesar.
  29. 29. MEMORIA
  30. 30. JERARQUÍA DE DISPOSITIVOS DEALMACENAMIENTO
  31. 31. MEMORIA• Consiste en chips o tarjeta pequeña decircuitos que está insertada en la tarjetamadre.• Esta memoria electrónica le permite alCPU almacenar y recuperar datosrápidamente.
  32. 32. MEMORIA CACHEUna cache es una memoria rápida situadaentre la CPU y la RAM, que gracias a losprincipio de localidad espacial y temporalsuele contener los próximos datos einstrucciones a ejecutar.
  33. 33. MEMORIA VIRTUALEs un concepto que permite al softwareusar más memoria principal que la querealmente posee el computador.La mayoría de los computadores tienencuatro tipos de memoria: registros en laCPU, la memoria caché, la memoria físicay el disco duro que es mucho más lento,pero también más grande y barato.
  34. 34. MEMORIA VIRTUAL
  35. 35. CLASIFICACION DE LAMEMORIAMemoria RAM: Memoria volátil, es tanto delectura como de escritura. Memoria deacceso aleatorio.Memoria ROM: Memoria de solo lectura.Conserva su contenido aunque no tengasuministro eléctrico.
  36. 36. MEMORIA RAM (PRINCIPAL)MEMORIA RAM, un tipo de memoria delcomputador a la que se puede accederaleatoriamente; es decir, se puede accedera cualquier byte de memoria sin acceder alos bytes precedentes.
  37. 37. MEMORIA RAM (PRINCIPAL)La memoria RAM es el tipo de memoria máscomún en computadores y otros dispositivoscomo impresoras.En la RAM se copian programas quecoordinan el funcionamiento de la PC
  38. 38. MEMORIA RAM (PRINCIPAL)
  39. 39. Tipos de Memoria RAMSRAM: Memoria RAM muy veloz yrelativamente cara, construida con transistores,que no necesitan de proceso de refresco dedatos, actualmente se encuentra integradadentro de microprocesadores y discosduros para hacerlos mas eficientes.DRAM: Es el tipo de memoria mas común yeconómica, construida con capacitores por loque necesitan constantemente refrescar el datoque tengan almacenado, haciendo el procesohasta cierto punto lento.
  40. 40. Tipos de Memoria RAMEDO: Tecnología opcional enlas memorias RAM utilizadasen servidores, que permite acortar elcamino de la transferencia de datos entrela memoria y el microprocesador.
  41. 41. Tipos de Memoria RAMBEDO: Se trata de una memoria EDORAM que mejora su velocidad gracias alacceso sin retardos a direccionescontiguas de memoria.
  42. 42. Tipos de Memoria RAMSDRAM: Tecnología DRAM que utiliza unreloj para sincronizar con elmicroprocesador la entrada y salida dedatos en la memoria.
  43. 43. Tipos de Memoria RAMVRAM: (Vídeo RAM) Memoria depropósito especial usada por losadaptadores de vídeo.
  44. 44. Módulos de Memoria RAMSIMM: Single In-Line Memory ModulePlacas de circuito impreso sobre las que semontan integrados de memoria DRAM.SIMM con 30 conectores son memoriasantiguas de 8 bits Capacidad de hasta 16 MBSIMM con 72 conectores, capaces dealmacenar 32 bits de información.
  45. 45. SIMM
  46. 46. Módulos de Memoria RAMDIMM: Dual In-Line Memory Module• Su nombre es debido a que sus contactos decada lado son independientes, por lo tanto elcontacto es doble en la tarjeta de memoria):son un tipo de memorias DRAM.• Tienen 84 contactos de cada lado, en total168 contactos.• Transmiten 64 bits.
  47. 47. DIMM
  48. 48. DDR: Los módulos de memoria DDR-SDRAM (o DDR) son del mismo tamañoque los DIMM de SDRAM, pero con más conectores: 184 pines en lugar de los168 de la SDRAM normal.Los módulos DDRs soportan una capacidad máxima de 1Gb.
  49. 49. DDR2: Las memorias DDR2 tienen mayores retardos que las que seconseguían para las DDR convencionales, cosa que perjudicaba elrendimiento.CaracterísticasLas memorias DDR2 son una mejora de las memorias DDR (Double DataRate), permitiendo que durante cada ciclo de reloj se realicen cuatrotransferencias de datosLos DIMM DDR2 tienen 240 pines, mientras que los de DDR tienen 184
  50. 50. DDR3: DDR3 SDRAM mejoro en varias maneras significativas:Superior ancho de banda debido a la mayor tasa de relojLa reducción de consumo de energía
  51. 51. DDR2DDR2
  52. 52. MEMORIA RAMSIMM 72DIMM 144DIMM 168DIMM 72
  53. 53. ACTIVIDAD #7Realice un cuadro comparativo sobre laclasificación de la Memoria RAM

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