Unidad I: Organización del Computador. Ing. Marglorie Colina

Transcripción

1 Unidad I: Organización del Computador Ing. Marglorie Colina

2 Arquitectura del Computador Atributos de un sistema que son visibles a un programador (Conjunto de Instrucciones, Cantidad de bits para representar distintos tipos, mecanismos de E/S, Técnicas para direccionamiento en memoria, acceso a dispositivos de entrada y salida, entre otros). 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 Estructura vs. Función La Estructura es la forma en que los componentes se relacionan entre sí. La función es la operación que realizan los componentes individuales como parte de una estructura Las funciones básicas de una computadora son: Procesamiento de Datos Almacenamiento Transferencia de Datos Control

4 Visión Funcional Transferencia Control Almacenamiento Procesamiento

5 Operaciones (Transferencia de Datos) Ej: Teclado a Monitor Transferencia Control Almacenamiento Procesamiento

6 Operaciones (Almacenamiento) Ej: Grabar un documento Transferencia Control Almacenamiento Procesamiento

7 Operaciones (Procesamiento desde/hasta Almacenamiento) Ej: Modificar el saldo de una cuenta Transferencia Control Almacenamiento Procesamiento

8 Operaciones (Procesamiento desde Almacenamiento a E/S) Ej: Imprimir un resumen de cuenta Transferencia Control Almacenamiento Procesamiento

9 Estructura (Computadora) periféricos Computador Computador Unidad Central de Proceso (CPU) Sistema de Interconexión (Bus) Memoria Principal Líneas de comunicación Entrada Salida (I/O)

10 Estructura (CPU) CPU I/O Computer System Bus Memory CPU Registros Interconexión Interna de la CPU Unidad Aritmética y Lógica Unidad de Control

11 Arquitectura Básica del Computador

12 Arquitectura de una Maquina Multinivel

13 Arquitectura de una Maquina Multinivel 0 Lógica Digital Está conformado por memorias RAM, memorias ROM, registros, unidades aritmético lógicas, unidad de control, buses, buses de direcciones, bus de control, compuertas lógicas, fuentes de poder, Circuitos integrados etc. Bajo este nivel existe un nivel denominado nivel de dispositivo, conformado por los elementos básicos con los cuales están construidos las compuertas lógicas, a saber, los transistores.

14 Arquitectura de una Maquina Multinivel 1 Microprogramación El nivel de microarquitectura está conformado por una máquina virtual denominada microprograma. El microprograma es un programa interprete de las instrucciones de salida del nivel de máquina convencional, que generalmente se implementa en firmware. La función del microprograma es generar los valores lógicos (0 y 1) de las líneas de control del HW de la máquina, que junto con un secuenciamiento adecuado ejecutan sobre el Hardware (Hw) las instrucciones del nivel anterior.

15 Arquitectura de una Maquina Multinivel 2 Maquina del Sistema Convencional Este nivel se denomina también nivel de arquitectura del set de instrucciones. En este nivel se definen cuestiones como el set de instrucciones de lenguaje de máquina, el formato de las instrucciones, las formas de direccionamiento, el largo y funcionalidad de los registros (de propósito general y específico), etc. Los manuales de referencia de lenguaje de máquina de los fabricantes de un computador, tratan de la máquina virtual de nivel 2. El set de instrucciones de lenguaje de máquina describe las instrucciones que el microprograma lleva a cabo sobre el Hw.

16 Arquitectura de una Maquina Multinivel 3 Maquina del S0 Está conformado por un programa denominado sistema operativo. El sistema operativo puede visualizarse de dos formas: SO como máquina extendida: Presenta al programador una máquina extendida o máquina virtual, con un conjunto de instrucciones de alto nivel, con lo cual se configura una abstracción sencilla de los elementos de una computadora. SO como administrador de recursos: Los recursos de una computadora son: Procesadores, memoria, dispositivos de E/S. El SO asegura el correcto uso de los recursos de la computadora entre programas que piden el acceso a estos recursos que son compartidos. Las funciones del sistema operativo son básicamente 4: 1) Administración de procesos, 2) Sistema de archivos, 3) Administración de memoria, 4) Administración de los dispositivos de E/S.

17 Arquitectura de una Maquina Multinivel 4 Lenguaje Ensamblador Este nivel está conformado por un programa traductor denominado ensamblador. El lenguaje ensamblador es una forma simbólica de los lenguajes subyacentes. En general corresponde a una forma simbólica del lenguaje de máquina convencional o lenguaje de máquina que es un lenguaje binario. Los símbolos del lenguaje ensamblador son típicamente ADD, SUB, MUL, DIV, que representan operaciones como sumar, restar, multiplicar y dividir. La tarea del ensamblador en una primera instancia es traducir el lenguaje simbólico a lenguaje de máquina. Toma el programa fuente (programa con instrucciones en símbolos) y lo convierte a un programa objeto, que es el programa que realmente se ejecuta.

18 Arquitectura de una Maquina Multinivel 5 Lenguaje Orientado al Problema Este nivel está constituido por programas traductores denominados compiladores. Los lenguajes de nivel 5 son denominados de alto nivel dado que son muy cercanos a las personas. Ejemplos de estos lenguajes son el Pascal, el Fortran, C, Cobol, entre otros.