Arquitectura de Computadores: Componentes y Funcionamiento Interno
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Unidad Central de Proceso (CPU)
Función: Controla y ejecuta las operaciones o instrucciones. La potencia de un computador viene definida principalmente por la de su CPU.
Buses de comunicación
Líneas (normalmente eléctricas) a través de las que se comunican las distintas unidades del ordenador:
- Bus de datos: Intercambia datos. Una línea por cada bit.
- Bus de direcciones: Transmite bits que representan direcciones. Por ello, este bus conecta la CPU con la memoria.
- Bus de control: Son líneas que unen la CPU con el resto de elementos para poder controlar su funcionamiento de forma sincronizada.
Unidad de Control (UC)
Función: Interpreta y ejecuta las instrucciones traducidas a lenguaje máquina de los programas y genera las señales de control para llevarlas a cabo.
Unidad Aritmético-Lógica (UAL)
Función: Realiza las operaciones aritméticas (suma, resta, etc.) y lógicas (AND, OR, comparación, etc.).
La Memoria
Tenemos una jerarquía de memoria sujeta al compromiso de varios conceptos: velocidad, coste y capacidad de almacenamiento.
Memoria de almacenamiento externo: Se trata de los distintos soportes de almacenamiento que, aunque físicamente pueden estar en el interior de la carcasa del ordenador, no son direccionados por la UCP.
Entrada/Salida: Periféricos
Los periféricos permiten almacenar información y comunicarse con el exterior:
- Periféricos de entrada: Introducen información al ordenador.
- Periféricos de salida: Muestran información que ha sido procesada.
- Periféricos de almacenamiento (E/S): Almacenan información. Físicamente pueden estar dentro o fuera de la carcasa del ordenador.
- Periféricos de comunicación (E/S): Comunican con otros ordenadores y dispositivos externos.
Ejecución de Instrucciones
Fases:
- Fase de búsqueda de la instrucción.
- Fase de decodificación.
- Búsqueda de operandos.
- Fase de ejecución y almacenamiento del resultado.
- La UC actualiza el CP (Contador de Programa) para pasar a ejecutar la siguiente instrucción (secuencial o con bifurcación/salto).
Gestión de la Entrada/Salida
Los tipos de dispositivos de E/S pueden ser muy variados y el sistema operativo (SO) debe velar porque la comunicación con ellos se realice de forma eficaz y segura.