Organización de
Computadores
Conceptos básicos.
Conceptos básicos.
•Nivel
de lógica digital (L0): puertas digitales con una o más
entradas, señales que representa 0 y 1.
• Lenguaje
de máquinas (L1): conjunto de instrucciones primitivas, pueden ser
ejecutadas directamente por L0.
• Programa:
conjunto de instrucciones que describen cierta tarea.
• Traductor:
método para ejecutar un programa escrito en L2 sustituyendo por
instrucciones equivalentes a L1, resultado un nuevo programa.
• Interprete:
método que toma como dato la instrucción L2, la convierte y la ejecuta como L1.
• Proceso:
es un programa en ejecución
• Computador
Digital: sistema compuesto de procesador, memoria y dispositivos de I/O interconectados.
•La
Unidad Central de Proceso (CPU), tiene como función ejecutar los programas
almacenados en memoria, tomando las instrucciones, examinándolas y
ejecutándolas una tras otra.
•
•Las
partes de la CPU son:
–Unidad de Control
–La unidad de aritmética y lógica
–Memoria de alta velocidad compuesta de varios
registros, entre ellos, el más importante es:
•Contador de programas (CP), apunta a la próxima
instrucción a ejecutar
•Registro de Instrucción (RI), contiene la
instrucción en ejecución
Organización
de Computadores
Ejecución de las instrucciones.
Ejecución de las instrucciones.
La CPU para ejecutar las instrucciones realiza los siguientes pasos:
- Extrae de la
memoria la siguiente instrucción y la lleva al RI
- Incrementa el CP
para que apunte a la siguiente instrucción
- Determina el tipo
de instrucción que acaba de extraer
- Verifica si la
instrucción requiere datos de la memoria y, si es así, determina donde
están situadas.
- Extrae los datos,
si los hay, y los carga en los registros internos de la CPU.
- Ejecuta la
instrucción
- Almacena los
resultados en el lugar apropiado
- Vuelve al paso 1.
Organización de Computadores Diseño
de Computadores. (1)
Computador Sencillo:
Organización de Computadores Diseño
de Computadores. (2)
Para
mejorar la velocidad de procesamiento se han diseñado computadores con una o
más CPU y con diferentes métodos de procesamiento de sus instrucciones:
Multiproceso:
más de un procesador para que varias instrucciones se ejecuten a la vez,
compartiendo una memoria común.
Procesador
Matricial o de Arreglos: denominado procesador de flujo único de instrucciones
y flujo múltiple de datos. Esto se implementa con una unidad de control y
varias UAL, en cada una operan conjuntos de datos en forma simultanea, esto se
traduce en una simultaneidad de cálculos.
Procesamiento
escalonado, entubado o pipeline: consiste en segmentar las distintas tareas del
procesamiento de instrucciones, similar a una cadena de montaje automotriz.
Organización de
Computadores Diseño de Computadores. (3)
Diseño de Computadores:
Organización de Computadores Microprocesador .
Un microprocesador
es cualquier CPU contenida en una sola pastilla, un microcomputador es un
sistema compuesto por microprocesador, memoria y controladores de dispositivos
de entrada y salida.
Las pastillas típicas de
microprocesadores tienen 40, 48 ó 64 contactos a través de los cuales tiene
comunicación con el mundo exterior.
Los contactos del microprocesador se
usan para comunicar dirección, datos y control.
Organización de Computadores Buses.
Los componentes de
una microcomputadora se interconectan con vias denominadas buses (ductos). Los
buses se clasifican en buses de direcciones, datos y control.
Organización de Computadores El
microprocesador Z80.
El Z80 es
un micro procesador de 8 bit de amplio uso
en computadores personales y sistemas de control. La estructura interna
de este microprocesador es la siguiente:
El Z80 es una CPU
completa de 8 bits empaquetada en una pastilla de 40 patas, tiene 158
instrucciones y puede direccionar 64K de memoria, tiene 16 líneas de
direcciones, 8 de datos y 13 de control, alimentación, tierra y entrada de
reloj.
Organización de
Computadores Los pines del microprocesador Z80.
Los
40 pines del Z80 pueden agruparse funcionalmente de la siguiente forma:
Organización de
Computadores el
microprocesador 68000.
El MC68000 de Motorola es una CPU que puede
direccionar 16MBytes de Memoria, puede leer 16 bits, opera instrucciones de 8,
16 y 32 bits, posee registros de 32 bits, tiene 23 líneas de direcciones, 16 de
datos y 20 de control, 2 de alimentación, 2 de tierra y entrada de reloj.
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