Arquitectura de un Ordenador: Unidad Funcionales y Buses de Comunicación

Unidad Funcionales de un Ordenador

1. Unidad de Entrada/Salida (E/S): Elementos utilizados para introducir y mostrar la información.
2. Unidad de Memoria (UM): Sus elementos almacenan la información en el ordenador.
3. Unidad Aritmético-Lógica (UAL): Ejecuta las operaciones necesarias para procesar la información.
4. Unidad de Control (UC): Dirige al resto de las unidades para su correcto funcionamiento. La UAL y la UC forman la Unidad Central de Proceso (CPU). Esta forma de organización fue creada por Von Neumann en 1945.

Buses de Comunicación

Vía que comunica dos puntos, puede ser un cable o un canal de un circuito.

• Bus de Datos: Transfiere datos entre los elementos del ordenador.
• Bus de Direcciones: Transfiere direcciones entre la unidad de control y la unidad de memoria.
• Bus de Control: Emite las señales de control que gobiernan el funcionamiento de las unidades.

Unidad de Memoria

Se organiza en varios niveles en función de su velocidad y capacidad.

Niveles:

• Nivel 0 - Registros: Memorias de alta velocidad y baja capacidad utilizadas para el almacenamiento de datos en la UC y la UAL.
• Nivel 1 - Caché: Memoria intermedia entre la UM y la CPU utilizada para acelerar los accesos de la CPU a la UM. La caché está dispuesta en niveles (L1, L2, L3, L4), siendo L1 la más rápida y de menor capacidad.
• Nivel 2 - Principal: «Memoria RAM». Constituye la unidad de memoria principal, almacena datos y programas de forma temporal.
• Nivel 3 - Secundaria: «Memoria de disco». Almacena información de forma permanente.
• Nivel 4 - Auxiliar: Soporte de respaldo de información.

Los niveles 0, 1 y 2 se consideran memoria interna, los demás, externa.

Unidad Central de Proceso (CPU)

Procesa la información que llega al equipo, se le conoce como microprocesador. La componen la UAL y la UC.

• La UAL se encarga de realizar las operaciones aritméticas y lógicas.
• La UC se encarga de coordinar el movimiento de la información y el funcionamiento de todos los componentes del equipo.

Al ejecutar una instrucción, la CPU desarrolla cuatro pasos:

1. Extraer
2. Interpretar
3. Ejecutar
4. Almacenar

Unidad de Entrada y Salida

• Entrada: Introduce información al sistema.
• Salida: Muestra información al usuario.
• Entrada y Salida: Actúan en ambos sentidos.

Este sistema consta de:

• Interfaz: Se encarga de gestionar el intercambio de información entre el periférico y la CPU.
• Controlador: Maneja directamente el periférico.