Arquitectura de computadores

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Guía básica de la arquitectura del computador

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Arquitectura de computadores

  1. 1. ROLANDO PILCO. CUARTO “A”.
  2. 2. * Como funciona un PC Todo PC funciona, desde un punto de vista llamado externo, con un esquema similar y muy simple a través de los periféricos de entrada (teclado, ratón, micrófono...) se introducen datos. Estos pasan a guardarse en los dispositivos correspondientes (memorias) y se incorporan a la unidad central donde se procesan. El resultado de tal procesamiento se envía a los periféricos de salida (monitor, impresora...) dando lugar a la salida de datos. Internamente, la transferencia de los datos desde los dispositivos de entrada llega a la unidad central de proceso a través de los denominados buses de datos. En el CPU se procesan y siguen el camino inverso al recorrido anteriormente: se guardan en la memoria y restantes unidades de almacenamiento y salen mediante los dispositivos de salida.
  3. 3. *Se puede definir la arquitectura de computadores como el estudio de la estructura, funcionamiento y diseño de computadores. Esto incluye, sobre todo a aspectos de hardware, pero también afecta a cuestiones de software de bajo nivel.*Computador, dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de información.
  4. 4. SALIDA ENTRADA PROCESO Entrega deIngreso de Datos Trabajo de la CPU ResultadosDispositivos de Unidad Central de Proceso Dispositivos de Entrada Salida
  5. 5. La era mecánica de los computadores* Podríamos decir que las máquinas mecánicas de calcular constituyeron la "era arcaica" o generación 0 de los computadores.* Una evolución de estas máquinas son las máquinas registradoras mecánicas que aún existen en la actualidad.La era electrónica de los computadores* Los computadores envasados en elementos mecánicos planteaban ciertos problemas: * La velocidad de trabajo está limitada a inercia de las partes móviles. * La transmisión de la información por medios mecánicos (engranajes, palancas, etcétera.) es poco fiable y difícilmente manejable.
  6. 6. * Los computadores electrónicos salvan estos inconvenientes ya que carecen de partes móviles y la velocidad de transmisión de la información por métodos eléctricos no es comparable a la de ningún elemento mecánico.
  7. 7. *1ª generación: (1946-1955) Computadores basados en válvula de vacío que se programaron en lenguaje máquina o en lenguaje ensamblados.*2ª generación: (1953-1964) Computadores de transistores. Evolucionan los modos de direccionamiento y surgen los lenguajes de alto nivel.*3ª generación: (1964-1974) Computadores basados en circuitos integrados y con la posibilidad de trabajar en tiempo compartido.*4ª generación: (1974- ) Computadores Que integran toda la CPU en un solo circuito integrado (microprocesadores). Comienzan a proliferar las redes de computadores.
  8. 8. *Funciones que realiza*La Unidad central de proceso o CPU, se puede definir como un circuito microscópico que interpreta y ejecuta instrucciones. La CPU se ocupa del control y el proceso de datos en los computadores. Habitualmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos.
  9. 9. *El microprocesador de la CPU está formado por una unidad aritmético-lógica que realiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones.
  10. 10. * Para aceptar órdenes del usuario, acceder a los datos y presentar los resultados, la CPU se comunica a través de un conjunto de circuitos o conexiones llamado bus.
  11. 11. *Unidad de control: controla el funcionamiento de la CPU y por tanto del computador.*Unidad aritmético-lógica (ALU): encargada de llevar a cabo las funciones de procesamiento de datos del computador.*Registros: proporcionan almacenamiento interno a la CPU.*Interconexiones CPU: Son mecanismos que proporcionan comunicación entre la unidad de control, la ALU y los registros.
  12. 12. CPU Unidad AritméticaPeriféricos Periféricos De Unidad de Control De Entrada Salida Memoria Principal
  13. 13. *Básicamente nos encontramos con dos tipos de diseño de los microprocesadores: RISC (Reduced-Instruction-Set Computing) y CISC (complex-instruction-set computing). Los microprocesadores RISC se basan en la idea de que la mayoría de las instrucciones para realizar procesos en el computador son relativamente simples por lo que se minimiza el número de instrucciones y su complejidad a la hora de diseñar la CPU.
  14. 14. *Los microprocesadores CISC, al contrario, tienen una gran cantidad de instrucciones y por tanto son muy rápidos procesando código complejo.
  15. 15. La informática avanza a pasos agigantados y por estemotivo que pensamos en cambiar de equipo, o al menosactualizarlo lo suficiente para poder tener nuestro PC acorde con elsoftware y hardware que va apareciendo. Esto nos permite seguiraprendiendo, actualizarnos y acomodarnos también a las nuevastecnologías. El procesador del sistema es el cerebro del PC, el cualpermite distribuir y controlar cualquier operación desde elmomento del arranque hasta que apagamos el equipo. Según estoes lógico pensar que cuanto más rápido trabaje el procesador, másrápido podrá terminar todas las tareas; esto se traduce en mayoragilidad en el arranque del PC, de los programas,...es decir, unamejora general muy importante.
  16. 16. *Si bien, de todos es sabido que el procesador es muy importante para aumentar la velocidad, pero el resto de componentes deben ser los más adecuados ya que de lo contrario el procesador no podrá trabajar a máximo rendimiento por culpa del resto de componentes.
  17. 17. *La velocidad de un procesador se mide en Megahertz y, mientras mayor es el número de megahertz con que trabaja el computador, tiene mayor velocidad de proceso. En realidad, los megahertz indican la velocidad del reloj interno que posee todo microprocesador. Este establece el número de pulsos que se efectúan en cada segundo. Cuanto mayor sea el número de pulsos, mayor será la velocidad del microprocesador.
  18. 18. El microprocesador 386 (también conocidocomo 386 DX) tiene una velocidad desde 16 a 50Mhz. El microprocesador 386 supone un pasomuy importante frente al 286. Hasta entonces,tanto los micros 8088, 8086 como el 286 eranmicroprocesadores de 16 bits: trabajaban con 16bits a la vez en cada pulso de reloj. Por elcontrario, el 386 es ya un microprocesador de 32bits, que procesa 32 bits simultáneamente en cadaciclo de reloj.
  19. 19. El microprocesador 486 (o 486 DX) también es unmicroprocesador de 32 bits. La principal innovacióndel 486 frente al 386, aparte de variascaracterísticas que optimizan su velocidad, es laincorporación en el propio micro de uncoprocesador matemático (un coprocesadormatemático es un chip especial que tiene quefuncionar junto al microprocesador central y que seencarga de realizar a alta velocidad lasoperaciones matemáticas, descargando de trabajoal microprocesador central).
  20. 20. Con el nombre de Pentium se conoce a laquinta generación de los microprocesadores Intel,el que tendría que haberse denominado 586. Laelección de este cambio de nombre se debesolamente a una razón de marketing. Elmicroprocesador Pentium posee un diseñoavanzado, integrando más de 3 millones detransistores (piense que el 8086 sólo tenía 28.000transistores). Además, soporta característicasRISC similares a la de los microprocesadoresutilizados en los grandes computadores y, al igualque el 486 DX, incluye un coprocesadormatemático. Actualmente están disponibles en elmercado procesadores con velocidades superioresa los 300 Mhz.
  21. 21. Modelo Velocidad      386 16-50Mhz486 33-100MhzPentium 66 - 200MhzPentium MMX 200 - 350MhzCeleron 233 -350MhzPentium II 233 - 450MhzK6 350 -450MhzPentium III 450 -700MhzK7 450 -700Mhz 
  22. 22. Microprocesadores hay muchos, pero tan solo 2 marcasen el mercado son las más conocidas y se alzan comocompetidoras muy serias.Hace algunos años Intel estaba a lacabeza tanto de fabricación como de ventas y distribución,pero un cambio en el mercado con una fuerte aparición deAMD ha establecido un nuevo estándar en las configuracionesde los equipos de venta directa.
  23. 23. * Para poder actualizar correctamente el microprocesador de nuestra placa base, lo primero que tenemos que saber es qué tipo de conexión admite nuestra placa, para así buscar el procesador más adecuado. Podemos resumir mucho diciendo que existen 2 tipos de conectores.* SOCKET. Este tipo de conectores se basan en lo que se llama zócalo ZIF, es decir, "Zero Insertion Force" ó "Fuerza de Inserción Cero", Socket 462 para Athlon de AMD donde los procesadores pueden instalarse sin efectuar ninguna presión sobre ellos, facilitando mucho las cosas y sobre todo minimizando los riesgos.* SLOT. Los microprocesadores se instalan como si de un cartucho se tratara, tal como los de juegos de consola o similar. Slot para Pentium II,III y Xeon
  24. 24. * 1. Antes de considerar la actualización del procesador de su Pc, debe reunir cierta información sobre su equipamiento actual. El tipo de motherboard, el tipo de procesador y la cantidad de memoria que tiene su Pc. Un punto muy importante (realmente MUY IMPORTANTE) es el tipo de socket (zócalo) que tiene su motherboard: Slot 1, que se usa para Pentium II y III, o Socket 7 usado para Pentium y AMD K6 y K6-III. El socket determina que tipo de procesador entra físicamente en su Pc.* Después deberá averiguar que tipo de "chipset" tiene su motherboard. ¿Que es el "chipset"? El chipset determina que procesadores son compatibles con el motherboard.
  25. 25. * Por ejemplo: un Pentium III entra físicamente en un sistema Pentium II con un chipset 440LX, pero no es compatible. Otro ejemplo, es poner un procesador K6-2 en un viejo sistema Pentium, ya que podrá colocar el procesador, pero probablemente el motherboard no lo soporte. El manual de su motherboard, contendrá una lista de los procesadores compatibles. También le aconsejamos visitar la página Web del fabricante del motherboard, porque seguramente tendrá una lista más actualizada. Tal vez necesite actualizar el BIOS para que su motherboard soporte los procesadores más nuevos.

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