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:

  1. Fase de búsqueda de la instrucción.
  2. Fase de decodificación.
  3. Búsqueda de operandos.
  4. Fase de ejecución y almacenamiento del resultado.
  5. 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.

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