CPU La unidad central de procesamiento controla el funcionamiento del computador y lleva a cabo sus funciones

de procesamiento de datos. Frecuentemente se le llama simplemente procesador.

Tradicionalmente ha habido solo un CPU. En los últimos años ha habido un uso creciente de varios

procesadores en un solo sistema. Surgen los multiprocesadores sus principales componentes estructurales

son:

Unidad de control: Controla el funcionamiento de la CPU y por lo tanto el computador.

Unidad aritmético-lógica: lleva a cabo las funciones de procesamiento de datos del computador.

Registros: proporcionan almacenamiento interno de la CPU

Interconexiones – CPU: son mecanismos que proporcionan comunicación entre la unidad de control,

la ALU y los registros.

Memoria Almacena datos.Son dispositivos que retienen datos informáticos durante algún intervalo de tiempo. Las

memorias de computadora proporcionan una de las principales funciones de la computación moderna, la

retención o almacenamiento de información. Es uno de los componentes fundamentales de todas las

computadoras modernas que, acoplados a una unidad central de procesamiento

Puertos Cada computadora o equipo informático que se encuentre conectado a una red, utiliza unas especies de

puertas de comunicación por las que recibe y envía información a otros equipos diferentes.

Para poder realizar varias intercambios de datos de forma simultánea, existen 65536 puntos de salida y

entrada, estos son conocidos como puertos y se identifican de forma numérica.

La definición técnica es: Un número de 16 bits, empleado por un protocolo host a host para identificar a que

protocolo del nivel superior o programa de aplicación se deben entregar los mensajes recibidos.

Se encuentran organizados mediantes las reglamentaciones asignadas por la IANA

(Agencia de Asignación de Números de Internet) en tres categorías:

1. Los puertos comprendidos entre el 0 y el 1023 son puertos reservados para usos específicos que se

encuentran reglamentados, el sistema operativo los abre para permitir su empleo por diversas aplicaciones

mediante los llamados protocolos "Bien conocidos", por ejemplo: HTTP, FTP, TELNET, IRC, POP3, etc.

2. Los comprendidos entre 1024 y 49151 son denominados "Registrados" y pueden ser usados por cualquier

aplicación.

3. Los comprendidos entre los números 49152 y 65535 son denominados "Dinámicos o privados", son los

usados por el sistema operativo cuando una aplicación tiene que conectarse a un servidor y le realiza la

solicitud de un puerto.

Puertos más conocidos y usados en el equipo

Algunos de ellos, solo los más conocidos y comentados son los siguientes:

21 → Puerto de FTP, usado para la descarga de archivos al equipo.

23 → Puerto Telnet, protocolo usado para comunicación.

25 → Puerto SMTP, usado por los clientes de email para enviar correo electrónico.

80 → Puerto HTTP, es el usado por los navegadores para cargar las páginas web.

110 y 995 → Puertos POP3, usados por los clientes de email para la recepción del correo.

119 → Puerto NNTP.

139 → El famoso puerto de Netbios.

443 → Puerto HTTPS , usado para la carga segura de páginas web.

445 → Movil IP.

531 → Puerto IRC, usado para servicios de chat.

1521 → Puerto para Oracle y SQL.

3306 → Puerto para Mysql (Bases de datos).

4661, 4662, 4665 → Puertos usados para Conexiones Peer to Peer como Emule y otros

Dispositivos de comunicación (Buses de datos, direcciones y control)

Los buses son el mecanismo más común para la comunicación entre los dispositivos del computador.

Físicamente son conductores por donde viajan señales eléctricas.

Por cada línea se pueden trasmitir señales que representan unos y ceros, en secuencia, de a una señal por

unidad de tiempo. Si se desea por ejemplo transmitir 1 byte, se deberán mandar 8 señales, una detrás de otra,

en consecuencia se tardaría 8 unidades de tiempo. Para poder transmitir 1 byte en 1 sola unidad de tiempo

tendríamos que usar 8 líneas al mismo tiempo.

Existen varios tipos de buses que realizan la tarea de interconexión entre las distintas partes del computador,

al bus que comunica al procesador, memoria y E/S se lo denomina BUS DEL SISTEMA.

BUS DE DATOS:

Mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como el teclado, el escáner, el ratón, etc.; de

salida como la Impresora, el Monitor o la tarjeta de Sonido; y de Almacenamiento como el Disco Duro, el

Disquete o la Memoria-Flash. Estas transferencias que se dan a través del Bus de Datos son gobernadas por

varios dispositivos y métodos, de los cuales el Controlador PCI, "PeripheralComponentInterconnect",

Interconexión de componentes Periféricos, es uno de los principales.

BUS DE DIRECCION:

El Bus de Direcciones, por otra parte, está vinculado al bloque de Control de la CPU para tomar y colocar

datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecución de los procesos de cómputo.

Para el Bus de Direcciones, el "ancho de canal" explica así mismo la cantidad de ubicaciones o Direcciones

diferentes que el microprocesador puede alcanzar. Esa cantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32ª

potencia. "2" porque son dos las señales binarias, los bits 1 y 0; y "32ª potencia" porque las 32 pistas del Bus

de Direcciones son, en un instante dado, un conjunto de 32 bits.

BUS DE CONTROL:

Este bus transporta señales de estado de las operaciones efectuadas por la CPU. El método utilizado por el

ordenador para sincronizar las distintas operaciones es por medio de un reloj interno que posee el ordenador

y facilita la sincronización y evita las colisiones de operaciones (unidad de control).Estas operaciones se

transmiten en un modo bidireccional.

Sistema Operativo.

El sistema brindará un entorno de ejecución de programas dónde se

dispondrá de un conjunto de servicios que serán accesible mediante una

interfase bien definida.

Servicios básicos que debe brindar un sistema operativo:

– Ejecución de programas.

– Operaciones de Entrada/Salida.

– Manipulación de sistemas de archivos.

– Comunicación entre procesos.

– Manipulación de errores (excepciones).

-El sistema debe ser capaz de cargar un programa a memoria y ejecutarlo.

- El programa deberá poder en algún momento finalizar su ejecución, ya sea

De forma normal o anormal (indicando un error).

-Un programa en ejecución necesitará de operaciones de Entrada/Salida

Para acceder a un archivo o dispositivo.

- Por eficiencia y protección los usuarios no accederán directamente al

Dispositivo.

-El sistema deberá proveer un mecanismo de acceso.

MEMORIA PRINCIPAL Y SECUNDARIA

Principal: Son circuitos integrados capaces de almacenar información digital, alo que tiene acceso al micro

operador, pero a una velocidad millonesde veces superior. En las computadoras son utilizadas por dos tiposde

dispositivos.

Memoria Secundaria:Es un conjunto de dispositivos periféricos para el

almacenamientomasivo de datos de un ordenador por mayor capacidad que lamemoria principal, pero más

lenta que esta.

Buffer de Datos

Un buffer es una memoria en la que se almacenan datos de manera temporal para ser procesados. Se utiliza cuando los datos de

entrada llegan a una mayor velocidad de la que podemos procesarlos o cuando llegan de manera tan irregular y esporádica que no

resulta conveniente dedicar tiempo y recursos a esperarlos. Algunos ejemplos de buffers son los sistemas de entrada del teclado

que almacenan las teclas presionadas, los buffers de video

Registro

Un registro informático es un tipo o conjunto de datos almacenados en un sistema.

Para la informática, existen distintos tipos de registros, pero en todos los casos hay una referencia al concepto de almacenar datos o

información sobre el estado, procesos o uso de la computadora.

En primer lugar, un registro del sistema viene a ser una base de datos que tiene el fin de almacenar configuracion, opciones y

comandos propios del sistema operativo. En general, estos registros se utilizan en los sistemas Windows de Microsoft. Un registro

de sistema puede contener información y configuraciones del hardware y software en uso, preferencias del usuario, asociaciones de

archivos y ficheros, usos de sistema, cambios y modificaciones, etcétera.

Instrucción

Registro de Instrucción

El registro de instrucción IR es un registro de la unidad de control del CPU en donde se almacena la instrucción que

se está ejecutando. En los procesadores simples cada instrucción a ser ejecutada es cargada en el registro de la

instrucción que la contiene mientras se es decodificada, preparada y al final ejecutada, un proceso que puede tomar

varios pasos. Los procesadores más complejos usan una tubería de registros de instrucción donde cada etapa de la

tubería hace parte del trabajo, decodificación, preparación, o ejecución, y después pasa el resultado a la siguiente

etapa para realizar el siguiente paso hasta que la instrucción es procesada totalmente. Esto funciona como una línea

de ensamblaje en donde en cada etapa se hace un trabajo parcial, y luego se pasa a la siguiente etapa para continuar

con la fabricación del producto. Los procesadores modernos pueden incluso hacer algunos de los pasos de fuera de

orden ya que la decodificación de varias instrucciones se hace en paralelo.

Registro Temporal

Son registros para uso interno de la CPU, en los que se almacena momentáneamente cierta información y no son accesibles

al programador mediante ninguna instrucción.

Registro de Estado

Se utiliza para indicar al programa ciertas condiciones que han tenido lugar como resultado de la última operación realizada. Cada

uno de los bits del registro de banderas marca si se ha producido una de estas condiciones: con un valor 1 si se produjo o 0 si no

tuvo lugar. Es por ello que a cada uno de los bits que conforman este registro se le llama bandera o en inglés Flag.

Fetch

Es el período que tarda la unidad central de proceso (CPU) en ejecutar una instrucción de lenguaje máquina.

Comprende una secuencia de acciones determinada que debe llevar a cabo la CPU para ejecutar cada instrucción en

un programa. Cada instrucción del juego de instrucciones de una CPU puede requerir diferente número de ciclos de

instrucción para su ejecución. Un ciclo de instrucción está formado por uno o más ciclos máquina.

Para que cualquier sistema de proceso de datos basado en microprocesador (por ejemplo un ordenador) o

microcontrolador (por ejemplo un reproductor de MP3) realice una tarea (programa) primero debe buscar cada

instrucción en la memoria principal y luego ejecutarla.

Decodificador de Instrucciones

Control (wr, rd)

Registro de Estado

el registro de estado (FLAGS), en el que 9 de los 16 bits actúan como semáforos (indicadores del estado del procesador y del

resultado de determinadas operaciones)• Cada bits individual puede estar "activo" (1) o "inactivo" (0), y tiene un identificador que

termina en F ("Flag").

Bandera

ALU

El propósitogeneral de la ALU es aceptar los datos binarios que se almacenan en la memoria yejecutar operaciones aritméticas y

lógicas con estos datos según las instrucciones dela unidad de control.La unidad aritmética lógica contiene cuando menos dos

registros de flip-flop: elregistro B y el registro acumulador. También contiene lógica combinatoria, la cualrealiza las operaciones

aritméticas y lógicas con los números binarios que estánalmacenados en el registro B y en el acumulador.

Acumulador

El acumulador es un registro en el que son almacenados temporalmente los resultados aritméticos y lógicos

intermedios que serán tratados por el circuito operacional de la unidad aritmético-lógica (ALU).

Sin un registro como un acumulador, sería necesario escribir el resultado de cada cálculo,

como adición, multiplicación, desplazamiento,etc.... en la memoria principal, quizás justo para ser leída

inmediatamente otra vez para su uso en la siguiente operación. El acceso a la memoria principal es significativamente

más lento que el acceso a un registro como el acumulador porque la tecnología usada para la memoria principal es

más lenta y barata que la usada para un registro interno del CPU.

Registros de Propósito General

Los registros de propósito general se utilizan para almacenar datos temporalmente. Debido a que estos registros han evolucionado desde una máquina de 8 bits (el 8080) un grupo de registros aún se puede utilizar con un tamaño de 8 bits para mantener compatibilidad con toda la línea de procesadores.

Aun cuando estos registros pueden mantener cualquier tipo de datos, algunos tienen cierta funcionalidad específica o son usados de manera especial por algunas instrucciones.

Registros de Uso Específico

Los registros de propósito específico guardan información específica del estado del sistema, como el puntero

de pila o el registro de estado.

También existen registros banderas y de base

Registro Apuntador de Stack (SP ó AS)

Es un registro de 16 bits que indica la dirección de una memoria RAM externa denominada Stack. El objetivo de esta área de

memoria es proporcionar un medio de almacenamiento temporal de los registros del usuario, registro de Flags y del

programCounter. La provisión de Stack es fundamental para operaciones tales como los llamados a sub-rutinas e

interrupciones.

Stack

Una pila (stack en inglés) es una lista ordenada o estructura de datos en la que el modo de acceso a sus elementos

es de tipo LIFO (del inglés Last In FirstOut, último en entrar, primero en salir) que permite almacenar y recuperar

datos. Esta estructura se aplica en multitud de ocasiones en el área deinformática debido a su simplicidad y

ordenación implícita de la propia estructura.

Buffer de Direcciones