Estructura funcional de las computadoras, soporte de la informacion y unidades de entrada y salida
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ESTRUCTURA FUNCIONAL DE
LAS COMPUTADORAS, SOPORTE
DE LA INFORMACION Y UNIDADES
DE ENTRADA Y SALIDA
Lic. Nelson Silvestre Sosa
ESTRUCTURA FUNCIONAL DE LAS
COMPUTADORAS
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
El modelo básico de un computador que aún se encuentra vigente fue establecido en 1945
por Von Neumann.
La máquina de Von Neumann es capaz de ejecutar, secuencialmente una serie de órdenes
elementales denominadas Instrucciones Máquinas, que deben estar almacenadas en la
Memoria Principal para ser leídas y ejecutadas.
Este computador se encuentra organizado en una serie de unidades funcionales, donde
cada una de ellas es responsable de la realización de un grupo de tareas especificas. Estas
unidades funcionales son:
•Unidad Aritmética y Lógica (ALU)
•Unidad de Control (UC)
•La Memoria Principal o Central (MC ó MP)
•La Unidad de Entrada y Salida (E/S)
Al conjunto de Unidades (Unidad Aritmética y Lógica, Unidad de Control, Los Registros y
Actualmente parte de la Memoria , se le denomina Unidad Central de Proceso (UCP) o
Procesador y se encuentra encapsulado en un mismo circuito.
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
Registros
MEMORIA
ENTRADA
SALIDA
Unidad de
Control
Unidad
Aritmética
y Lógica
PROCESADOR
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
Los buses permiten la comunicación entre las distintas unidades funcionales,
de manera que la información pueda fluir entre ellas, y de esta manera
definen los caminos que pueden seguir los datos.
Al conjunto de estos caminos se les conoce como Ruta de Datos.
Buses:
Unidad Aritmética y Lógica:
El conjunto de circuitos aritméticos y lógicos recibe el nombre de Unidad
Aritmética y Lógica (ALU), y realiza operaciones elementales como sumas,
restas, productos y sumas lógicas, negaciones y desplazamientos, etc.
Generalmente, opera con datos que están almacenados en los registros
internos, y guarda el resultado también en un registro; sin embargo, también
es posible que obtenga los datos y lo guarden en memoria. Los circuitos que
la integran trabajan a gran velocidad.
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
Son almacenamientos temporales para aquella información, datos o
instrucciones que está siendo utilizada por el CPU, aunque también pueden
almacenar información específica del funcionamiento de la máquina. Es por
ello que se dice que existen registros de propósito general y de propósito
específico.
Los registros cumplen un papel esencial en la arquitectura del computador, ya
que el número de bits que un registro es capaz de almacenar define la
longitud de la palabra del computador, puesto que cada registro almacena
normalmente un único dato o instrucción.
Registros:
Unidad de Control:Es aquella que coordina todas las operaciones que se realizan en el
computador, ya sean en el propio procesador, en memoria o en el sistema de
entrada /salida. Es por tanto el centro neurálgico de la máquina y genera
todas las señales de control necesarias para ejecutar cualquier tareas o
instrucciones que forman un programa, así como la atención de las
interrupciones.
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
Interconexión de Bloques Funcionales:
La interconexión de los distintos bloques o unidades funcionales se realiza
mediante caminos o buses. Teniendo en cuenta que un bus no es más que
un conjunto de líneas que permiten conexionar distintos elementos para
intercambiar la información necesaria.
En un bus se encuentran los siguientes tipos de líneas que permiten
diferenciar el tipo de información que circula a través de ellas en cada
momento:
• Líneas de Direcciones: son las encargadas de indicar la posición de
memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.
• Líneas de Datos: trasmiten los bits, de manera que por lo general un
bus tiene un ancho que es potencia de 2.
• Líneas de Control: son las encargadas de enviar señales de arbitraje
entre los dispositivos. Entre las mas importantes están las líneas de
interrupción, DMA y los indicadores de estado.
ORGANIZACIÓN DEL COMPUTADOR
Conexión de los Elementos del Computador mediante un Bus:
Unidad de Entrada (E)
Son los dispositivos por donde se introducen los datos e instrucciones. Transforman la información de entrada en señales binarias de naturaleza eléctrica. Ejemplo: el teclado de un microcomputador, el teclado de un terminal, un digitalizador, una lectora de tarjetas de crédito, etc.
Unidad de Salida(E)
Es un dispositivo por donde se obtienen los resultados de los programas ejecutados en el computador. Transforman las señales eléctricas binarias en caracteres escritos o visualizados.Ejemplo: una pantalla o monitor, una impresora o un registrador gráfico.
MEMORIAS
Sistemas de Memoria
Las memorias de las computadoras pueden clasificarse según ciertascaracterísticas que poseen:
1. Su ubicación: Memoria Interna y Memoria externa
• Memoria Interna o memoria principal
• Memoria Interna Local: En forma de registros
• Memoria Externa: Consta de dispositivos de almacenamientoperiféricos (discos, cintas).
2. Capacidad
• Memoria Interna: Se expresa en bytes (1 byte = 8 bits) o en palabras.
• Memoria Externa: Se expresa normalmente en Bytes.
Memoria.
MEMORIA
Unidad donde se almacenan
tanto los datos como las
instrucciones
- Mayor Velocidad
- Ligada
directamente con
(UC y ALU)
- Para ejecutarse
debe estar cargado
en la memoria
principal
Memoria principal,
o central, o interna
Memoria masiva
auxiliar, secundaria o
externa
- Si se necesita
almacenar mas
información se
utilizan otros tipos de
memoria.
- Datos y programas
gran a través de
unidades (C:, B:,….rtc)ROM
RAM
Memoria – ROM
RAM
La memoria de acceso aleatorio (en
inglés: random-access memory) se
utiliza como memoria de trabajo para
el sistema operativo, los programas y
la mayoría del software
- Acá se cargan las
instrucciones que
ejecutan el
procesador.
- Es una parte
fundamental para
que el computador
empiece a
funcionar
CARACTERISTICAS
- SDR SDRAM
- RDRAM
- DDR SDRAM
- DDR2 SDRAM
- DDR3 SDRAM
GENERACIONES
Memoria – ROM
ROM
La memoria de solo lectura, conocida también como
ROM (acrónimo en inglés de read-only memory), es
un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores
y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura
de la información y no su escritura
- La memoria es de
solo lectura
- No se puede borrar
ninguna instrucción
- Escritura inicial por
medio de mas
CARACTERISTICAS
Memoria – CACHE
CACHE
Es una unidad pequeña de memoria ultrarrápida en la
que se almacena información a la que se ha accedido
recientemente o a la que se accede con frecuencia, lo
que evita que el microprocesador tenga que recuperar
esta información de circuitos de memoria más lentos.
- Es mas Pequeña
que la Memoria
Principal
- Se aloja en el
Microprocesador
- Mientras mas
cache se tenga
mucho mejor
CARACTERISTICAS
Memoria – Externas
ROM
La memoria de solo lectura, conocida también como
ROM (acrónimo en inglés de read-only memory), es
un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores
y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura
de la información y no su escritura
- La memoria es de
solo lectura
- No se puede borrar
ninguna instrucción
- Escritura inicial por
medio de mas
CARACTERISTICAS
Memoria – CACHE
ROM
La memoria de solo lectura, conocida también como
ROM (acrónimo en inglés de read-only memory), es
un medio de almacenamiento utilizado en ordenadores
y dispositivos electrónicos, que permite sólo la lectura
de la información y no su escritura
- La memoria es de
solo lectura
- No se puede borrar
ninguna instrucción
- Escritura inicial por
medio de mas
CARACTERISTICAS
Resolución de
un Problema
Análisis del
Problema
Definición del
Problema
Especificaciones
de Entrada
Especificaciones
de Salida
Diseño del
Algoritmo
Programación
del Algoritmo
Traduce o
Interpreta
Algoritmo vs Programa
Programa
- Maquina
- Ensamblador
- Alto Nivel
Es el proceso iterativo
de escribir o editar
código fuente
A
A
Lenguajes
Es un conjunto de programas
de computación que funcionan
de manera integrada y se
emplean en la realización de
procesos informáticos
Paquete de
Programas
Resolución de
un Problema
Análisis del
Problema
Definición del
Problema
Especificaciones
de Entrada
Especificaciones
de Salida
Diseño del
Algoritmo
Programación
del Algoritmo
Traduce o
Interpreta Programa
- Maquina
- Ensamblador
- Alto Nivel
Es el proceso iterativo
de escribir o editar
código fuente
A
A
Lenguajes
Es un conjunto de programas
de computación que funcionan
de manera integrada y se
emplean en la realización de
procesos informáticos
Paquete de
Programas
Sistema Operativo
- Compartir el hardware entre
usuarios.
- Permitir a los usuarios compartir
los datos entre ellos.
- Planificar recursos entre usuarios.
- Facilitar la entrada/salida.
- Recuperarse de errores
Un sistema operativo es un conjunto
de programas y es el software
encargado de ejercer el control y
coordinar el uso del hardware entre
diferentes programas de aplicación y
los diferentes usuarios
CARACTERISTICAS
Formatear discos,
manejar archivos
(copiar, borrar,
mover, renombrar),
etc
TAREAS BASICAS
MODULOS TIPICOS
• Núcleo (Kernel en
inglés)
• Administrador de
procesos
• Scheduler
• Administrador de
archivos
Red
Red de Computadoras
Es un conjunto de equipos
computacionales y de equipos de
comunicación que operan íntegramente
de modo que cada computador puede
compartir recursos (hardware, software,
datos) con otros ordenadores, o usar
recursos de otros equipos.
-Redes de área local (LAN)
-Redes de área metropolitana (MAN)
- Redes de área amplia (WAN)
-Redes VPN
TIPOS
Componentes Basicos de una Red
VPN
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