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Tema 2 arquitectura de ordenadores.potm

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apuntes de informatica

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Tema 2 arquitectura de ordenadores.potm

  1. 1. UnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  2. 2. ¿Qué es un ordenador?Unidades Un ordenador es una máquina cuyoFuncionales cometido es recibir unos datos, procesarlosUnidadde Memoria y ofrecer (normalmente al usuario) losUnidad resultados de ese procesamientoCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  3. 3. ¿Qué es una unidad funcional?Unidades En el ordenador, hay una gran cantidad de componentesFuncionales con diferentes cometidos.Unidadde MemoriaUnidad Las unidades funcionales agrupan los componentes enCentro de Proceso base a la función que desempeñan.Unidadde Entrada/Salido
  4. 4. Unidades funcionales de un ordenador:UnidadesFuncionales Si tenemos en cuenta lo que son las unidades funcionalesUnidad y el papel que desempeñan en un ordenador, entonces lasde Memoria unidades funcionales de un ordenador son:Unidad •Unidad de Entrada/Salida (UE/S): la forman losCentro de Proceso elementos utilizados para introducir y mostrar laUnidadde Entrada/Salido información. •Unidad de Memoria (UM): sus elementos almacenan la información en el ordenador. •Unidad Aritmético-Lógica (UAL): se encarga de realizar las operaciones que sean necesarias para procesar la información. •Unidad de Control (UC): dirige al resto de las unidades para su correcto funcionamiento. El conjunto de la unidad aritmético-lógica y la unidad de control es conocido como Unidad Central de Proceso (CPU).
  5. 5. Unidades funcionales de un ordenador:UnidadesFuncionales Esta forma deUnidad organización se llamade MemoriaUnidad modelo de VonCentro de Proceso Neumann y fueUnidadde Entrada/Salido presentado por el matemático húngaro John Von Neumann, en 1945. En la actualidad es el más aceptado.
  6. 6. Los buses de comunicaciónUnidadesFuncionales Todas las unidades necesitan comunicarseUnidad entre sí. Para hacerlo utilizan los buses.de MemoriaUnidad Un bus es una vía que comunica dosCentro de ProcesoUnidad puntos. Físicamente puede ser un cable ode Entrada/Salido una vía de un circuito. Según envíen la información, pueden ser buses paralelos o buses serie.
  7. 7. Los buses de comunicación Dependiendo de la información que transporten losUnidades buses, podemos realizar la siguiente clasificación:Funcionales Transporta direcciones deUnidadde Memoria memoria y dispositivos de E/S.UnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido Transporta señales de control Transporta datos (operaciones)
  8. 8. Unidades de MemoriaUnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  9. 9. La unidad de memoria se encarga de almacenar la información del ordenador. El componente que almacena se llama memoria y puede ser de dosUnidades tipos:FuncionalesUnidadde MemoriaUnidad MemoriaCentro de Proceso principalUnidadde Entrada/Salido Memoria Secundaria
  10. 10. Memoria PrincipalUnidades Se corresponde con la memoria RAMFuncionalesUnidad (Random Access Memory). Es unde Memoria dispositivo totalmente electrónico y queUnidad funciona a muy altas velocidades.Centro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido Los datos de la memoria principal se organizan en una especie de casilleros numerados, de forma que toda la información almacenada se puede localizar rápidamente. El casillero recibe el nombre de posición de memoria, y su identificación o número de orden se denomina dirección de memoria.
  11. 11. Memoria secundariaUnidades Se corresponde con los discos. EstosFuncionalesUnidad dispositivos, además de electrónicos, sonde Memoria mecánicos y tienen una velocidad másUnidadCentro de Proceso moderada.Unidadde Entrada/Salido La memoria secundaria tiene como principal misión la de auxiliar a la memoria principal en las tareas de almacenamiento de la información.
  12. 12. CaracterísticasUnidades Memoria PrincipalFuncionalesUnidad • Tiene una capacidad reducidade Memoria • Precio relativamente alto.UnidadCentro de Proceso • Es volátil: Desaparece al Apagar elUnidad equipo:de Entrada/Salido Memoria secundaria •Tienen más capacidad y menor coste que la memoria principal. •Es NO volátil: permanece cuando esta el equipo apagado.
  13. 13. Memoria CacheUnidades Hay una memoria especial en la RAM,FuncionalesUnidad pero mucho más rápida, llamadade Memoria memoria cache. Su cometido es hacerUnidadCentro de Proceso una copia de los datos a los que seUnidad accede. De esta manera, cuando sede Entrada/Salido necesitan por segunda vez ya «están a mano». La memoria caché también existe en la memoria secundaria, recibe el nombre de cache de disco y funciona de forma parecida a la memoria cache.
  14. 14. Jerarquía de memoriaUnidades Se conoce como jerarquía de memoria aFuncionalesUnidad la disposición en niveles de losde Memoria componentes de memoria de unUnidadCentro de Proceso ordenador.Unidadde Entrada/Salido A la hora de hablar de jerarquía de memoria hay que tener en cuenta tres características: la capacidad, la velocidad y el coste de la memoria.
  15. 15. Jerarquía de memoriaUnidadesFuncionales •Cuanta más memoria haya disponible,Unidad más información podrá almacenarse.de MemoriaUnidadCentro de Proceso •Por otro lado, las memorias trabajan aUnidad una velocidad. La velocidad óptima dede Entrada/Salido memoria es aquella que es igual a la velocidad a la que trabaja el procesador. Así no habrá tiempos de espera entre operación y operación. •Hay que tener en cuenta que además el coste de la memoria no debe ser demasiado alto.
  16. 16. Jerarquía de memoriaUnidades Estos tres factores compiten entre sí, por loFuncionalesUnidad que hay que encontrar un equilibrio. Parade Memoria encontrar este equilibrio nos tenemos queUnidadCentro de Proceso basar en las siguientes afirmaciones:Unidadde Entrada/Salido •A menor tiempo de acceso mayor coste •A mayor capacidad mayor coste •A mayor capacidad menor velocidad.
  17. 17. Jerarquía de memoriaUnidades Este equilibrio se consigue a través de laFuncionalesUnidad estructuración de la memoria en niveles. Ende Memoria cada nivel se encontrará una memoria queUnidadCentro de Proceso cumple unas funciones determinadas:Unidadde Entrada/Salido
  18. 18. Unidad Centro de ProcesoUnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  19. 19. Unidad Centro de ProcesoUnidadesFuncionales La CPU (Central Processing Unit)Unidad procesa la información que le llega alde Memoria equipo. El componente encargado deUnidad ello, típicamente, se llamaCentro de Proceso microprocesador.Unidadde Entrada/Salido
  20. 20. Unidad Centro de ProcesoUnidadesFuncionales Como hemos visto, la CPU la componen lasUnidad siguientes unidades:de MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidad UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICAde Entrada/Salido UNIDAD DE CONTROL Está formada por la circuitería encargada de realizar operaciones sobre los datos. Esta unidad es la que realmente transforma la in-formación, es decir, es el «brazo ejecutor
  21. 21. UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICAUnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidad Está formada por la circuiteríaCentro de ProcesoUnidad encargada de realizar operacionesde Entrada/Salido sobre los datos. Esta unidad es la que realmente transforma la información, es decir, es el “brazo ejecutor”
  22. 22. UNIDAD DE CONTROLUnidadesFuncionales Está compuesta por la circuitería delUnidad microprocesador, encargada de coordinarde Memoria el movimiento de la información y elUnidadCentro de Proceso funcionamiento de todos los componentesUnidad del equipo. Es algo así como la «central dede Entrada/Salido operaciones». Las órdenes que lanza la UC se llaman instrucciones y no se ejecutan aleatoriamente sino que van sincronizadas por el reloj del sistema. El reloj del sistema funciona a una determinada velocidad, que se mide en megahertzios.
  23. 23. Unidad de Entrada/SalidaUnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  24. 24. Esta unidad está compuesta por los componentes que permiten introducir y/o mostrar información del equipo.UnidadesFuncionales A todos estos componentes se los conoceUnidad por el nombre de periféricos y pueden serde MemoriaUnidad de tres tipos:Centro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido Periféricos de entrada: se utilizan para introducir información en el ordenador. Periféricos de salida: se utilizan para mostrar información del ordenador. Periféricos de comunicaciones: se utilizan tanto para introducir como para extraer información del equipo.
  25. 25. Actividad 1UnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  26. 26. UnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  27. 27. UnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  28. 28. UnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  29. 29. UnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  30. 30. UnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido
  31. 31. UnidadesFuncionalesUnidadde MemoriaUnidadCentro de ProcesoUnidadde Entrada/Salido

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