Explorando el Computador: Estructura, Funciones y Componentes Clave
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El Computador: Estructuras, Funciones y Componentes
Introducción
Cuando un profesional del área de sistemas piensa en términos de arquitectura, tiene en mente las demandas de procesamiento de información que requiere su área de trabajo.
Organización y Arquitectura
La arquitectura de computadores se refiere a los atributos de un sistema que son visibles a un programador; en otras palabras, son aquellos atributos que tienen un impacto directo en la ejecución lógica de un programa.
Ejemplos de atributos arquitectónicos incluyen:
- El conjunto de instrucciones.
- Número de bits usados para representar los datos y señales.
- Mecanismos de E/S (Entrada/Salida).
Entre los atributos de organización tenemos:
- Detalles de hardware transparentes al programador como: señales de control, interfaces y periféricos.
- Tecnología de memoria.
El Computador
Es un dispositivo electrónico, diseñado para aceptar datos de entrada y realizar operaciones sobre ellos, organizadas en una secuencia lógica y predeterminada por un algoritmo.
Estructura y Funcionamiento del Computador
- Un computador es un sistema complejo; los computadores de hoy en día contienen millones de componentes electrónicos básicos.
- El computador está constituido por un sistema jerárquico.
- La naturaleza jerárquica de los sistemas complejos es esencial tanto para su diseño como para su descripción.
Funcionamiento
El funcionamiento de un computador engloba generalmente cuatro aspectos:
- Procesamiento de Datos
- Almacenamiento de Datos
- Transferencia de Datos
- Control
Los diagramas siguientes muestran operaciones que implican procesamiento de datos.
Estructura
Componentes de un Computador
Componentes Detallados
Unidad Central de Procesamiento (CPU)
La CPU es el corazón de cada computadora y realiza una variedad de funciones, entre las cuales se encuentran:
- Proporcionar señales de sincronización y control para todos los elementos de la computadora.
- Buscar instrucciones y datos en la memoria.
- Transferir datos hacia y desde la memoria y a los dispositivos de E/S.
- Decodificar instrucciones.
La CPU contiene toda la circuitería lógica para llevar a cabo sus funciones, pero su lógica interna por lo general no es accesible de forma externa.
Componentes Internos de la CPU (MPU)
La sección de registro contiene varios registros (dentro de la MPU), cada uno de ellos realiza una función especial. El más importante es el contador de programas (PC), que mantiene un registro de las direcciones de los códigos de instrucciones en la memoria.
La sección ALU (Unidad Aritmético-Lógica) realiza una variedad de operaciones aritméticas y lógicas en datos. Estas operaciones siempre incluyen adición, sustracción, AND, OR, XOR.
Arquitecturas Básicas
La arquitectura Von Neumann se caracteriza porque la Unidad Central de Procesamiento se conecta con una memoria única, donde coexisten datos e instrucciones, a través de un sistema de buses con la memoria.