Arquitectura De Los Computadores

ARQUITECTURA DE LOS COMPUTADORES

Un Computador, es un 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. 

La arquitectura de los computadores se define como el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de un computado. 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 podría decirse que hace que todos los componentes del Hardware interactúen para crear un computador que cumpla con todas las necesidades.

A través de una serie de dispositivos el computador recibe y envía la información necesaria. 

ELEMENTOS FUNCIONALES

Unidades de entrada y salida 

Son una serie de interfaces que se intercruzan para comunicarse unas con otras 

Los dispositivos de entrada reciben la información y la llevan a la unidad. los dispositivos de salida por el contrario envían la información de la unidad de computo.  

Los dispositivos de entrada, los usa una persona u otro sistema para comunicarse con una computadora. De hecho, a los teclados y ratones se los considera dispositivos de entrada de una computadora, mientras que los monitores e impresoras son vistos como dispositivos de salida de una computadora. Los dispositivos típicos para la comunicación entre computadoras realizan las dos operaciones, tanto entrada como salida, y entre otros se encuentran los módems y tarjetas de red. 

CPU

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 ordenadores.

Habitualmente, la CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos. 

Esta compuesta por una unidad lógica - aritmética (ALU) , 

donde se realizan las operaciones aritméticas y lógicas, para ello se apoya usando el registro acumulador, los registros generales y también un registro flag.

Los registros flag sirven para indicar el estado del procesador después de realizar una operación de cálculo. Los registros son flip flop que registran las características del resultado arrojado por una instrucción.

MEMORIA

Son los circuitos que permiten almacenar y recuperar la información. En un sentido más amplio, puede referirse también a sistemas externos de almacenamiento, como las unidades de disco o de cinta.

Hoy en día se requiere cada vez más memoria para poder utilizar complejos programas y para gestionar complejas redes de computadores.

Cada registro de memoria esta constituido por un determinado numero de unidades básicas, bit, que constituyen la celda de memoria. El tamaño de la celda es constante para un procesador determinado.

Los tamaños típicos son 4, 8, 16, 32 y mas bits por celda.

La memoria tiene dos usos principales:

·         Almacenar programas

·         Almacenar datos o resultados.

El almacenamiento de programas esta asociado a la naturaleza de los mismos. Si son de uso permanente se almacenan en memoria ROM (read only memory), caso de los programas BIOS (basic input output system).

TIPOS DE MEMORIAS

Memoria Ram o Memoria e acceso Aleatorio ( Random Acces 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.

DRAM ( Dynamyc Random Acces Memory )

Este tipo de memoria se utilizan des los años 80 hasta ahora en toda las computadoras.Esta memoria tiene una desventaja hay que estimularla ( Refresco) permanentemente porque se olvida de todo.

 MEMORIA VIRTUAL

Tenemos también lo que llamamos memoria virtual también llamada swapeo. Windows crea esta memoria virtual y ocupa espacio del disco para hacerlo. Si llega se a superar esta memoria virtual la capacidad del disco se cuelga la máquina, para lo cual lo único que nos resta es resetearla. 

MEMORIA CACHÉ o SRAM 

La memoria caché trabaja igual que la memoria virtual, tenemos caché en el procesador, en los discos y en el mother y nos guarda direcciones de memoria. Si ejecutamos un programa en principio, lo cerramos y luego los volvemos a ejecutar, la memoria caché nos guarda la ubicación (dirección) en el disco, cuando lo ejecuté, y lo que hicimos con el programa. Es mucho más rápida cuando ya usamos un programa

Existen 3 tipos de memoria caché:

Cache L1 

Esta dividido en dos bloques uno contiene las instrucciones y otro los datos y cuando se habla de su capacidad de almacenamiento se dice que es de 2x16 Kb .

El cache L1 se encuentra dentro del interior del procesador y funciona a la misma velocidad que el micro con capacidades que van desde 2x8 hasta 2x64Kb

Cache L2 interno y externo

La primeras memoria caché estaban ubicadas en el mother luego se construyeron en el procesador, pero no dentro del dado del procesador por lo que es mas lento que el caché L1, mientras que el externo lo encontramos el el mother.

La computadoras que tienen las tres tecnologías de caché van a ser mas rápidas.

Cache L3

Algunos micro soportan un nivel de caché mas el L3 que esta localizado en el mother

EL AMD 6k-3 soporta este caché.

BUSES  DEL SISTEMA

El bus se puede definir como un conjunto de líneas conductoras de hardware utilizadas para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático. Un bus es en esencia una ruta compartida que conecta diferentes partes del sistema, como el microprocesador, la controladora de unidad de disco, la memoria y los puertos de entrada/salida (E/S), para permitir la transmisión de información.

Adicional a la clase magistral mediante la cual se nos explicaron las partes funcionales del computador y sus funciones, el profesor nos sugiere inscribirnos en el curso virtual del SENA denominado ARQUITECTURA DE COMPUTADORES para afianzar conocimientos.