República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Universidad de Carabobo Facultad Experimental de Ciencia y Tecnología Departamento de Computación Diseño Digital y Organización del Computador Organización Básica del Computador Valencia, 07-01-13 Realizado Por: Contreras Eulises Jiménez Jesús Mora Jorge Perdomo Kristopher Villegas Víctor Viloria Marialejandra Presentado a: Prof. Delgado Desiree
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República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Universidad de Carabobo
Facultad Experimental de Ciencia y Tecnología
Departamento de Computación
Diseño Digital y Organización del Computador
Organización Básica del Computador
Valencia, 07-01-13
Realizado Por:
Contreras Eulises
Jiménez Jesús
Mora Jorge
Perdomo Kristopher
Villegas Víctor
Viloria Marialejandra
Presentado a:
Prof. Delgado Desiree
Organización del Computador
Hoy en día la estructura básica de la mayoría de las computadoras está constituida
lógicamente por tres grandes bloques:
Unidad Central de Procesos (CPU).
Memoria Principal.
Sistemas de Entrada/Salida (E/S).
Todos estos conectados por los llamados Buses de Direcciones, Datos y Control.
Diagrama Básico de un CPU (Maquina de Von Neumann)
A continuación se explican cada una de las partes previamente mencionadas:
Unidad Central de Procesos:
Llamado también Central Process Unit (CPU) en inglés o simplemente Procesador es
el cerebro del computador, su función principal es cumplir órdenes. Estas órdenes son
entregadas en un lenguaje especial para cada procesador: Lenguaje de máquina. Las
palabras del lenguaje de máquina se denominan instrucciones, y el vocabulario es llamado
conjunto de instrucciones. La CPU al recibir instrucciones, las decodifica expresándolas en
lenguaje de máquina y luego las procesa.
La CPU a su vez se divide en:
Unidad de Control: Esta unidad es la encargada de buscar las instrucciones en
la memoria principal para luego decodificaras y enviarlas a la unidad aritmético
lógica.
Unidad Aritmético Lógica: La unidad aritmético lógica, también conocida
como ALU (Arithmetic Logic Unit), es donde ocurre el procesamiento real de
los datos. En ella se realizan todos los cálculos y comparaciones para generar
los resultados.
En sí, La Unidad Aritmético-Lógica realiza los diferentes cálculos
matemáticos y lógicos necesarios para la operatividad de la computadora;
recordando de circuitos, que todo el funcionamiento del sistema de una
computadora se realiza sobre la base de una serie de operaciones matemáticas
en código binario.
Cuando la unidad de control encuentra una instrucción de aritmética o de
lógica, le envía el trabajo a la unidad aritmético lógica. Es decir que la unidad
aritmético lógica es la que hace el trabajo pesado en el procesamiento de datos
mientras la unidad de control lo que hace es poner orden a los procesos.
La ALU está constituida por:
- Circuito operacional: Es el conjunto de compuertas básicas
organizadas en diferentes arreglos para llevar a cabo las
operaciones con los datos.
- Registros de entrada: Guardan los datos que necesitan una
instrucción para ser efectuada.
- Registro Acumulador: Guarda temporalmente los resultados
aritméticos y lógicos intermedios de las operaciones realizadas por
el circuito operacional.
- Registros de estado: Grupo de biestables que guardan condiciones
de la última operación que pueda afectar a operaciones posteriores.
Memoria Principal:
Comprendiendo a la memoria como el espacio lógico en el cual se almacenan datos, la
Memoria Principal es aquella que es usada directamente por el Procesador. Según el fin con
el que se usan los datos que almacenan, se dividen en: Registro, Caché y memorias RAM y
ROM. Todas estas cumplen con la jerarquía mostrada en el siguiente diagrama:
Jerarquía de la memoria principal.
A medida que se desciende en la pirámide la memoria se hace más grande y de menor
costo pero disminuye la velocidad en que accede por lo que baja su posición en el orden
jerárquico en que se busca la información.
A continuación se explican todos estos tipos de memoria principal:
Registros
Caché
RAM
Registros:
Los registros son un medio de ayuda a las operaciones realizadas tanto por
la unidad de control como por la unidad aritmético lógica, los cuales permiten
almacenar información temporalmente para facilitar la manipulación de los
datos por parte de la CPU.
La CPU aparte de poseer los registros especializados con que cuenta la
unidad de control y la unidad aritmético lógica (denominados “registros de
propósito específico”). También posee unos registros llamados “registros de
propósito general” que son aquellos sobre los que no existe restricción en
cuanto a su utilización y pueden ser usados como fuente o destino de datos,
como contador, como punteros de localidades de memoria o de elementos de
E/S.
Los registros están en la cumbre de la jerarquía de memoria en la
organización del computador, y son la manera más rápida que tiene el sistema
de almacenar datos. Ya que estos se encuentran dentro de la misma CPU.
Memoria Caché:
La memoria caché es un tipo de memoria más rápida, aunque de menor
capacidad, que la memoria RAM por lo que es usada como intermediario entre
esta y el Procesador. En esta se realizan copias de la información en la memoria
RAM para que al necesitarse se acceda a esta más rápidamente que si estuviera
en la RAM. A esta Caché especifica se le conoce como SRAM o RAM Caché,
hay otro tipo de caché ubicada en el disco duro más rápida que el resto del disco
en la cual se almacena la información usada más recientemente.
Memoria RAM:
Random-Acces Memory, Memoria de Acceso Aleatorio o simplemente
Memoria Principal, es la memoria en la que se almacena toda la información
con la que se está trabajando en el momento. Se caracteriza por ser volátil, una
vez que se corta el flujo de corriente toda la información contenida allí se
pierde.
Memoria ROM:
Read-Only Memory o Memoria ROM, es un tipo de memoria que no puede
ser modificada, contiene información que no necesita ser modificada como por
ejemplo:
- Firmware: Es el software que controla el funcionamiento de un
Hardware especifico.
- BIOS: Contiene la información que el computador necesita para
poner en funcionamiento al sistema en el momento de encenderse.
Memoria Secundaria:
La memoria secundaria requiere que la computadora use sus canales
de entrada/salida para acceder a la información y se utiliza para almacenamiento a largo
plazo de información persistente. Sin embargo, la mayoría de los sistemas operativos usan
los dispositivos de almacenamiento secundario como área de intercambio para incrementar
artificialmente la cantidad aparente de memoria principal en la computadora.(A esta
utilización del almacenamiento secundario se le denomina memoria virtual). La memoria
secundaria también se llama "de almacenamiento masivo". Un disco duro es un ejemplo de
almacenamiento secundario.
Habitualmente, la memoria secundaria o de almacenamiento masivo tiene mayor
capacidad que la memoria primaria, pero es mucho más lenta. En las computadoras
modernas, los discos duros suelen usarse como dispositivos de almacenamiento masivo. El
tiempo necesario para acceder a un byte de información dado almacenado en un disco duro
de platos magnéticos es de unas milésimas de segundo (milisegundos). En cambio, el
tiempo para acceder al mismo tipo de información en una memoria de acceso
aleatorio (RAM) se mide en mil-millonésimas de segundo (nanosegundos).