Introducción a la Arquitectura del Computador

1. Introducción a la Arquitectura del Computador Tema 1 – Clases 1 y 2

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

3. 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).

4. Modelo de Von Neumann • Creado por John Von Neumannalrededor 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.

5. Modelo de Von Neumann CPU Memoria Principal Disp. E/S ULA Unidad de Control

6. Modelo de Von Neumann • Subsistema de Procesador: • Unidad de Control • Registros

7. Modelo de Von Neumann • Subsistema de Procesador: • UC • Registros

8. Modelo de Von Neumann • Subsistema de Procesador: • Unidad Aritmético-Lógica 2

9. 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

10. Modelo de Von Neumann • Subsistema de Memoria (Memoria Principal): • Memoria ROM (ReadOnlyMemory). 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 (PowerOnSelf 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.

11. 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.

12. 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

13. 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

14. Modelo de Von Neumann

15. Elementos de software en un sistema computador

16. Modelo de Máquinas Virtuales Problema: Comunicación Hombre-Máquina Necesito resolver un problema!

17. 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”.

18. 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

19. 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

20. Modelo de Máquinas Virtuales

21. Modelo de Máquinas Virtuales

22. Máquinas Virtuales Multinivel • Organización Estructurada 22

23. 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.