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Escuela de Ingeniería y Ciencias Escuela de Ingeniería y Ciencias AplicadasAplicadas

Departamento de Arquitectura Departamento de Arquitectura Cátedra: Computación BásicaCátedra: Computación Básica

•Brito, Anyelis. Brito, Anyelis. •Bottini, Maryangel. Bottini, Maryangel. •Briceño, Erian. Briceño, Erian.

Bachiller:

Profesora:María Margarita Molina

Descripción básica de una computadora.

Ordenador o Computadora, 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.

Funciones y estructura.

La función básica de una computadora es ejecutar programas, el cual está compuesto de un conjunto de instrucciones almacenadas en memoria. La CPU es la encargada de ejecutar las instrucciones específicas del programa. Para comprender esta función debe considerarse el detalle del proceso de ejecución del programa.

Desde el punto de vista más simple, se considera el procesamiento de una instrucción en dos etapas: la CPU lee la instrucción de memoria y la ejecuta. La ejecución del programa consiste en la repetición del proceso de traer y ejecutar la instrucción.

Ciclo básico de instrucción.

Al principio de cada ciclo de instrucción, la CPU busca o trae una instrucción de memoria. En una CPU típica, se utiliza un registro llamado contador de programa (PC program counter) para apuntar a la instrucción que debe traerse a continuación. A no ser que se indique otra cosa, la CPU siempre incrementa el PC después de traer una instrucción para determinar de dónde traer la siguiente instrucción de la secuencia (siguiente dirección de memoria). La instrucción traída se almacena en un registro de la CPU conocido como registro de instrucción (IR instruction register). La CPU interpreta la instrucción y realiza la acción requerida. En general, ésta puede ser de cuatro tipos:

•CPU - Memoria: Deben transferirse datos desde la CPU a la memoria o viceversa.•CPU - E/S: Deben transferirse datos a o desde el exterior mediante el módulo de E/S.•Procesamiento de datos: La CPU realizará alguna operación aritmética o lógica con los datos.•Control: Una instrucción puede especificar que la secuencia de ejecución se altere por lo que la CPU debe poner el contador de programa al valor adecuado.

Estructura.

Memoria principal: Memoria (informática): 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. Por lo general se refiere sólo al semiconductor rápido de almacenaje (RAM) conectado directamente al procesador.

Memoria principal RAM: La memoria principal o RAM, es el dispositivo donde se almacenan temporalmente tanto los datos como los programas que la CPU está procesando o va a procesar en un determinado momento. Por su función, es una amiga inseparable del microprocesador, con el cual se comunica a través de los buses de datos.

Memoria Caché: dentro de la memoria RAM existe una clase de memoria denominada Memoria Caché que tiene la característica de ser más rápida que las otras, permitiendo que el intercambio de información entre el procesador y la memoria principal sea a mayor velocidad.

Memoria ROM: la información que contiene puede ser leída pero no modificada. En ella se encuentra toda la información que el sistema necesita para poder funcionar correctamente ya que los fabricantes guardan allí las instrucciones de arranque y el funcionamiento coordinado de la computadora. No son volátiles, pero se pueden deteriorar a causa de campos magnéticos demasiados potentes.

CPU (UNIDAD CENTRAL DE PROCESO)

La CPU puede ser un único chip o una serie de chips que realizan cálculos aritméticos y lógicos y que temporizan y controlan las operaciones de los demás elementos del sistema. Las técnicas de miniaturización y de integración han posibilitado el desarrollo de un chip de CPU denominado microprocesador, que incorpora un sistema de circuitos y memoria adicionales. El resultado son unos ordenadores más pequeños y la reducción del sistema de circuitos de soporte. Los microprocesadores se utilizan en la mayoría de los ordenadores personales de la actualidad.

Organización funcional de las computadoras

Unidad Aritmética Y Lógica: (ALU)Esta unidad realiza todos los cálculos matemáticos de la CPU. Se compone de un circuito complejo. El ALU, puede sumar, restar, multiplicar, dividir, y realizar un otros cálculos u operaciones con los números binarios.Unidad del control:Encargada de realizar el control del proceso, es decir de generar las señales necesarias para activar los componentes de la unidad de tratamiento que actuarán sobre los datos en el instante de tiempo que corresponda.•Controlar la secuencia de instrucciones a ser ejecutadas.•Controlar el flujo de datos entre las diferentes partes que forman un ordenador.•Interpretar las instrucciones.•Regular tiempos de acceso y ejecución en el procesador.•Enviar y recibir señales de control de periféricos externos.

Registros de la unidad de control:

Los registros son elementos de almacenamiento, donde se almacenan temporalmente valores durante la ejecución de un programa. En la unidad de control se dispone generalmente de los siguientes registros:

•Registro Contador de Programa (PC).

•Contador de Programa: Guarda la dirección de la siguiente instrucción a ser ejecutada.

•Registro de Instrucciones: Guarda la instrucción en curso de ejecución.

•Registro de Estado: Mantiene información "bits de estado" o " flags" con información sobre lo que ha pasado en la operación realizada por la ALU.

•Registro de Direcciones de Memoria (MAR): Guarda la dirección del dato que va a ser accedido en la memoria.

•Unidad de Tratamiento o camino de datos: agrupa a todos los componentes capaces de manipular los datos, es decir los recursos que disponemos en el interior del procesador.

•Unidad Aritmética Lógica (ALU). •Registro Acumulador (ACC). •Registros de propósito general.

Dispositivos de entrada:

Estos dispositivos permiten al usuario del ordenador introducir datos, comandos y programas en la CPU. El dispositivo de entrada más común es un teclado similar al de las máquinas de escribir. La información introducida con el mismo, es transformada por el ordenador en modelos reconocibles. Otros dispositivos de entrada son los lápices ópticos, que transmiten información gráfica desde tabletas electrónicas hasta el ordenador; joysticks y el ratón o mouse, que convierte el movimiento físico en movimiento dentro de una pantalla de ordenador; los escáneres luminosos, que leen palabras o símbolos de una página impresa y los traducen a configuraciones electrónicas que el ordenador puede manipular y almacenar; y los módulos de reconocimiento de voz, que convierten la palabra hablada en señales digitales comprensibles para el ordenador. También es posible utilizar los dispositivos de almacenamiento para introducir datos en la unidad de proceso.

Dispositivos de almacenamiento:

Los sistemas informáticos pueden almacenar los datos tanto interna (en la memoria) como externamente (en los dispositivos de almacenamiento). Internamente, las instrucciones o datos pueden almacenarse por un tiempo en los chips de silicio de la RAM (memoria de acceso aleatorio) montados directamente en la placa de circuitos principal de la computadora, o bien en chips montados en tarjetas periféricas conectadas a la placa de circuitos principal del ordenador.Otro tipo de memoria interna son los chips de silicio en los que ya están instalados todos los conmutadores. Las configuraciones en este tipo de chips de ROM (memoria de sólo lectura) forman los comandos, los datos o los programas que el ordenador necesita para funcionar correctamente. Los chips de RAM son como pedazos de papel en los que se puede escribir, borrar y volver a utilizar; los chips de ROM son como un libro, con las palabras ya escritas en cada página. Tanto los primeros como los segundos están enlazados a la CPU a través de circuitos.

Unidades de entrada y salida.

La pantalla: Es el dispositivo estándar de salida del computador, en el cual se presentan las respuestas del computador y los resultados de un proceso. También muestra la información ingresada mediante el teclado; se le denomina también monitor

El ratón: Sirve para moverse sobre la pantalla rápidamente y ejecutar acciones.Impresora: Es el dispositivo de salida más utilizado. Una impresora imprime series de caracteres, líneas o páginas con base en la información que le envía la CPU a través de un puerto (generalmente paralelo).

Graficadores o plotters: Son dispositivos de salida utilizados en el dibujo automático de planos de diferentes clases: arquitectónico, de ingeniería, topografía, cartografía, etc. pueden utilizar tinta negra o de colores y diferentes tamaños de papel.

El teclado: Es el dispositivo estándar de entrada de datos del computador, mediante el cual se ingresan datos u órdenes, está conectado directamente a la CPU.