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Arquitectura de un computador

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Arquitectura de un computador

  1. 1. ARQUITECTURA DE UN COMPUTADOR
  2. 2. ARQUITECTURAS DE COMPUTADORAS  ARQUITECTURAS DE COMPUTADORAS La arquitectura de computadoras es el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de un sistema de computadora. Es decir, es un modelo y una descripción funcional de los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias partes de una computadora, con especial interés en la forma en que la unidad central de proceso (UCP) trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria. También suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes dehardware para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo. El ordenador recibe y envía la información a través de los periféricos por medio de los canales. La UCP es la encargada de procesar la información que le llega al ordenador. El intercambio de información se tiene que hacer con los periféricos y la UCP.Todas aquellas unidades de un sistema exceptuando la UCP se denomina periférico, por lo que el ordenador tiene dos partes bien diferenciadas, que son: la UCP (encargada de ejecutar programas y que esta compuesta por la memoria principal, la UAL y la UC) y los periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y comunicaciones).
  3. 3. INSTRUCCIONES  La implantación de instrucciones es similar al uso de una serie de desmontaje en unafábrica de manufacturación. En las cadenas de montaje, el producto pasa a través de muchas etapas de producción antes de tener el producto desarmado. Cada etapa o segmento de la cadena está especializada en un área específica de la línea de producción y lleva a cabo siempre la misma actividad. Esta tecnología es aplicada en el diseño deprocesadores eficientes.  A estos procesadores se les conoce como pipeline processors. Estos están compuestos por una lista de segmentos lineales y secuenciales en donde cada segmento lleva a cabo una tarea o un grupo de tareas computacionales. Los datos que provienen del exterior se introducen en el sistema para ser procesados. La computadora realiza operaciones con los datos que tiene almacenados en memoria, produce nuevos datos o información para uso externo.  Las arquitecturas y los conjuntos de instrucciones se pueden clasificar considerando los siguientes aspectos:  Almacenamiento de operativos en la CPU: dónde se ubican los operadores aparte de la sustractora informativa (SI)  Número de operandos explícitos por instrucción: cuántos operandos se expresan en forma explícita en una instrucción típica. Normalmente son 0, 1, 2 y 3.  Ventajas de las arquitecturas  Pila: Modelo sencillo para evaluación de expresiones (notación polaca inversa). Instrucciones cortas pueden dar una buena densidad de código.  Acumulador: Instrucciones cortas. Minimiza estados internos de la máquina (unidad de control sencilla).  Registro: Modelo más general para el código de instrucciones parecidas. Automatiza generación de código y la reutilización de operandos. Reduce el tráfico a memoria. Una computadora actualmente tiene como estándar 32 registros. El acceso a los datos es más rápido.  Desventajas de las arquitecturas  Pila: A una pila no se puede acceder aleatoriamente. Esta limitación hace difícil generar código eficiente. También dificulta una implementación eficente, ya que la pila llega a ser un cuello de botella es decir que existe dificultad para la transferencia de datos en su velocidad mk.  Acumulador: Como el acumulador es solamente almacenamiento temporal, el tráfico de memoria es el más alto en esta aproximación.  Registro: Todos los operadores deben ser nombrados, conduciendo a instrucciones más largas
  4. 4. TIPOS DE MEMORIAS ROM - RAM - CACHÉ y Memoria Virtual Memoria Rom o Convencional ( Read Only Memory  Es una memoria solamente de lectura es totalmente inalterable sin esta memoria la maquina no arrancaría. La memoria principal es la convencional que va de 0 a 640 kb. Cuando la máquina arranca comienza a trabajar el disco y realiza un testeo, para lo cual necesita memoria, esta memoria es la convencional (ROM) y está dentro del mother (en el bios). Apenas arranca utiliza 300 kb, sigue testeando y llega a mas o menos 540 kb donde se planta. A medida de que comenzaron a haber soft con más necesidad de memoria apareció la llamada memoria expandida que iba de 640 kb a 1024 kb. Una vez que se utilizaba toda la memoria convencional se utilizaba la expandida que utiliza la memoria RAM. A medida que pasa el tiempo los 1024 kb eran escasos y se creo la memoria extendida que va de 1024 kb a infinito que es la memoria RAM pura. Los valores de memoria podemos observarlos en el setup de la máquina.
  5. 5.  Memoria Ram o Memoria e accesoAleatorio ( RandomAcces Memory ) Esta memoria es como un escritorio al igual que los escritorios tienen cajones donde ordenan la información, cuanto mas grande sea el escritorio (plano de apoyo) mas cajones voy a tener de tal suerte que el micro va a perder menos tiempo en buscar y ordenar la información La importancia de esta memoria es tan grande que si esta ausente la PC NO ARRANCA, Actúa como si estuviera muerta no hay sonido ni cursor en la pantalla ni luces que se enciendan o apaguen. Para que sirve: Almacena las instrucciones que debe ejecutar el micro en cada momento Este es el lugar físico donde debe trabajar el procesador cuando abrimos un programa sus instrucciones se copian automáticamente en la memoria, y cuando cerremos el programa todo se borrara ( volatizara ) La Ram es como un pizarrón donde se copian datos También copia los trabajos que estamos haciendo en ese programa
  6. 6.  En la Ram se copian programas que coordinan el funcionamiento de la Pc: La primera parte de la Ram esta reservada para guardar las instrucciones de los dispositivos electrónicos. En este lugar no se puede guardar nada ya que lo utiliza el sistema para saber como manejar los dispositivos. Zócalos de Memoria o Bancos de Memoria Simm 30 Pines Simm 72 Pines Dimm Hasta 168 Pines Los bancos pueden ser tres o cuatro y tienen una marca el el mother donde se debe colocar la primera memoria. Obviamente si en el primero tenemos una de 64 Mg y otra en el segundo decimos que tenemos 128 mg. La computadora funciona mejor con una sola de 128Mg. Esto es solo para las DIMM, las Simm se instalan de a pares La memoria es como un peine con chip soldados en su superficie y depende de el numero de dientes y del banco al cual este conectado, el nombre con la cual se denomina: Simm : Single in line Memory Module Dimm: Double Memory Module Rimm: Rambus in line Memory Module Evaluacion de la Ram Trabaja de la siguiente forma: los datos acceden en la Ram de forma aleatoria o se directamente desde la ubicación en que se encuentran sin necesidad de recorrer otras posiciones anteriores por Ej. Si tengo que recordar donde guarde el café que esta en la cocina, no tengo necesidad de recordar todo lo que hice durante el día para llegar hasta el café. La Ram tampoco necesita recorrer recorre toda una secuencia de datos para dar con uno específicamente, simplemente lo busca donde corresponde en este sentido es mucho mas rapida que la Rom.
  7. 7.  MEMORIAVIRTUAL   Capacidad  Dependiendo del tipo de procesador y su velocidad, se obtendrá un mejor o peor rendimiento. La velocidad de los procesadores se mide en Megahertz (MHZ = millones de ciclos por segundo), este parámetro indica el número de ciclos de instrucciones que el procesador realiza por segundo, pero solo sirve para compararlo con procesadores del mismo tipo, por ejemplo un procesador 586 de 133 MHz no es más rápido que un pentium de 100 MHz.
  8. 8. DISPOSITIVOS DE ENTRADA Y SALIDA  Las Computadoras son una herramienta esencial, prácticamente en casi todos los campos de nuestras vidas; es útil, ayuda a la mejora y excelencia del trabajo; lo que lo hace mucho mas fácil y prácticoEn poco tiempo, las computadoras se han integrado de tal manera a nuestra vida cotidiana, puesto que han transformado los procesoslaborales complejos y de gran dificultad hacia una manera más eficiente de resolver losproblemas difíciles, buscándole una solución práctica.El papel que juegan los dispositivos periféricos de la computadora es esencial, ya que sin tales dispositivos lacomputadora no sería útil a los usuarios.Los dispositivos periféricos nos ayudan a introducir a la computadora los datos para que esta nos ayude a la resolución de problemas y por consiguiente obtener el resultado de dichas operaciones, es decir; estos dispositivos nos ayudan a comunicarnos con la computadora, para que esta a su vez nos ayude a resolver los problemas que tengamos y realice las operaciones que nosotros no podamos realizar manualmente
  9. 9. REDES DE UN COMPUTADOR  · LAN: Una red de área local, red local o LAN (del inglés local area network) es la interconexión de varias computadoras y periféricos. Su extensión está limitada físicamente a un edificio o a un entorno de 200 metros, con repetidores podría llegar a la distancia de un campo de 1 kilómetro. Su aplicación más extendida es la interconexión de computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas, fábricas, etc.   MAN: Una red de área metropolitana (metropolitan area network o MAN, en inglés) es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica extensa, proporciona capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado (MAN BUCLE), la tecnología de pares de cobre se posiciona como la red mas grande del mundo una excelente alternativa para la creación de redes metropolitanas, por su baja latencia (entre 1 y 50ms), gran estabilidad y la carencia de interferencias radioeléctricas, las redes MAN BUCLE, ofrecen velocidades de 10Mbps, 20Mbps, 45Mbps, 75Mbps, sobre pares de cobre y 100Mbps, 1Gbps y 10Gbps mediante Fibra Óptica.  Las redes Man también se aplican en las organizaciones, en grupos de oficinas corporativas cercanas a una ciudad, estas no contiene elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales. Estas redes pueden ser públicas o privadas.Las redes de área metropolitana, comprenden una ubicación geográfica determinada "ciudad, municipio", y su distancia de cobertura es mayor de 4 km . Son redes con dos buses unidireccionales, cada uno de ellos es independiente del otro en cuanto a la transferencia de datos. 
  10. 10.  WAN: Las Redes de área amplia (WAN) son redes informáticas que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts). Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas LAN de host acceden a la subred de laWAN por un encaminador. Suelen ser por tanto redes punto a punto.  La subred tiene varios elementos:  Líneas de comunicación: mueven bits de una máquina a otra.  Elementos de conmutación: Máquinas especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Se suelen llamar encaminadores o routers.  Normalmente laWAN es una red punto a punto, es decir, red de paquete conmutado. Las redesWAN pueden usar sistemas de comunicación vía satélite o de radio. Fue la aparición de los portátiles y los PDA la que trajo el concepto de redes inalámbricas.

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