Introducción a la Arquitectura del Computador Tema 1

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INTRODUCCIÓN A LA
ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR
Tema 1 – Clases 1 y 2
AGENDA

Modelo de Von Neumann


Descripción modular de la Estructura y
Funcionamiento de la Máquina Modificada de Von
Neumann bajo el enfoque de Subsistemas de:

Procesador

Memoria

Buses

Entrada/Salida
Modelo de Máquinas Virtuales

Relación Jerárquica de la máquina física y las capas
superiores abstractas
2
DEFINICIONES PRELIMINARES

Arquitectura del Computador
Atributos de un sistema que son visibles a un
programador (Conjunto de Instrucciones, Cantidad
de bits para representar distintos tipos de datos,
mecanismos de E/S, Técnicas para direccionamiento
en memoria).

Organización del Computador
Unidades funcionales y sus interconexiones (señales
de control, interfaces entre el computador y los
perféricos, y la tecnología de memoria utilizada).
3
MODELO
DE
VON NEUMANN

Creado por John Von Neumann alrededor del
año 1950.

En un principio el propósito de Von Neumann
era construir una máquina que le permitiera
guardar información para que posteriormente la
procesara y diera un resultado.
4
MODELO
DE
VON NEUMANN
CPU
ULA
Memoria
Principal
Disp.
E/S
Unidad de
Control
5
MODELO

DE
VON NEUMANN
Subsistema de Procesador:

Unidad de Control

Registros
6
MODELO

DE
VON NEUMANN
Subsistema de Procesador:

UC

Registros
7
MODELO

DE
VON NEUMANN
Subsistema de Procesador:

Unidad Aritmético-Lógica
2
8
MODELO

DE
VON NEUMANN
Subsistema de Memoria:
La memoria principal es una unidad dividida en celdas
de igual tamaño que se identifican mediante una
dirección. En ella se almacenan datos o instrucciones
en formato binario
9
MODELO

DE
VON NEUMANN
Subsistema de Memoria (Memoria Principal):

Memoria ROM (Read Only Memory). Viene grabada
de fábrica con una serie de programas.
Generalmente, el software de la ROM se divide en
dos partes:



Rutina de arranque o POST (Power On Self Test, auto
diagnóstico de encendido)
BIOS o Sistema Básico de Entrada-Salida (Basic Input-Output
System)
Memoria RAM (Random Access Memory). guarda los
datos momentáneamente (Memoria Volátil) mientras
se ejecuta el programa que los necesite, también se
caracteriza por ser bastante rápida.
10
MODELO

DE
VON NEUMANN
Subsistema de Memoria:
La memoria (Von Neumann) constaba de:

4096 palabras, cada una con 40 bits (Longitud de la
Palabra)

Cada palabra podía contener 2 instrucciones de 20
bits o un número entero de 39 bits y su signo.

Las instrucciones tenían 8 bits dedicados a señalar el
tiempo de la misma y 12 bits para especificar alguna
de las 4096 palabras de la memoria.
11
MODELO

DE
VON NEUMANN
Subsistema de Buses:

Es un camino de comunicación entres dos o más
elementos

Está constituído por varias líneas para transmitir la
información las cuales definen su capacidad

Existen tres tipos principales: Bus de Datos (datos o
instrucciones), Bus de Dirección y Bus de Control
12
MODELO

DE
VON NEUMANN
Subsistema de E/S:

Tanto los datos y las instrucciones que ingresan al
sistema así como el resultado de su procesamiento
requieren del uso de componentes de entrada y
salida

Permite el intercambio de información entre la
memoria, el procesador y los dispositivos
13
MODELO
DE
VON NEUMANN
14
ELEMENTOS
DE SOFTWARE EN UN SISTEMA
COMPUTADOR
15
MODELO
DE
MÁQUINAS VIRTUALES
Necesito
resolver un
problema!
Problema: Comunicación Hombre-Máquina
16
MODELO
DE
MÁQUINAS VIRTUALES
Relación Jerárquica de la máquina física y las
capas superiores abstractas

Para simplificar la complejidad de ésta relación
cada capa se apoya en la capa inferior.

Los computadores pueden estructurarse como
una serie de abstracciones (niveles o máquinas
virtuales)

Cada Máquina Virtual (MV) posee su propio
“lenguaje de máquina”.
17
MODELO
DE
MÁQUINAS VIRTUALES

Cada lenguaje se basa en su predecesor

El nivel más bajo es el más simple y el más alto
el más complejo
18
MODELO

DE
MÁQUINAS VIRTUALES
Procesamiento de las instrucciones

En una MV, una instrucción en un lenguaje de nivel n
se ejecuta mediante una sucesión de instrucciones
correspondientes en el lenguaje del nivel inferior
(n-1)

Existen dos métodos:

Traducción e Interpretación
19
MODELO
DE
MÁQUINAS VIRTUALES
TRADUCCIÓN
INTERPRETACIÓN
Genera un nuevo código
NO Genera un nuevo código
El proceso se realiza una sola vez
El proceso de se realiza en cada
ejecución
La ejecución es muy rápida
La ejecución es más lenta
Nivel bajo de portabilidad pero mayor
flexibilidad
Nivel alto de portabilidad pero menor
flexibilidad
Una vez realizada la compilación no es
necesario el código fuente por lo que
permite “ocultar” el código original
El código fuente es necesario en cada
ejecución y por ende no puede
“ocultarse”
Los errores sintácticos se detectan
durante la compilación
Los errores sintácticos se detectan
durante la ejecución
Un programa compilado puede
comprometer la ejecución de los otros
procesos
Un programa interpretado
normalmente puede ser interrumpido
sin dificultad
20
MODELO
DE
MÁQUINAS VIRTUALES
21
MÁQUINAS VIRTUALES MULTINIVEL

Organización Estructurada
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RECOMENDACIÓN

Revisa el sitio web de la materia para ver las
actualizaciones publicadas, clases y la
planificación establecida.
http://dircompucv.ciens.ucv.ve/generador/sites/organizacion-del-comp-II

Repasa la información suministrada en clase
antes de asistir a clases.

Revisa regularmente tu correo para enterarte
sobre novedades y asignaciones.
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