Funcionamiento interno de la computadora

Arquitectura básica de una computadora digital Una computadora cuenta de tres componentes básicos, interconectados Entre sí: Procesadores Memorias Dispositivos de entrada/salida La interconexión de estos bloques se realiza mediante tres buses: Bus de datos Bus de direcciones Bus de control

 CPU: Unidad Central de Procesamiento : es quien controla el sistema Tiene varias partes: Unidad de control (UC) Unidad aritmético lógica (ALU) Registros de Direccionamiento y propósito general17 Regula el funcionamiento de todas las partes del sistema. Obtiene las instrucciones de la memoria y las interpreta.

Memoria Son los tipos de memoria estudiados: Memorias RAM Memorias ROM Otras memorias: stack, caché Sistemas de almacenamiento masivo: Discos duros, DK, CD, DVD Puertos de Entrada / Salida 18 19 Los Puertos de Entrada / Salida proveen la Interfaz del “SISTEMA” con el “Mundo Exterior”

Bus de datos: lleva los datos entre la CPU, la memoria y los módulos de Entrada/salida. Bus de direcciones: es controlado por la CPU y se utiliza para direccionar Posiciones de memoria y puertos de entrada/salida. Bus de control: son las señales que utiliza el procesador para controlar a los Restantes dispositivos del sistema

Unidad de Control: Controla el funcionamiento del sistema Obtiene las instrucciones, las decodifica y ejecuta Se comunica con las restantes partes de la CPU para obtener Los resultados de la instrucción. Controla el bus de datos y los restantes dispositivos para Obtener y ejecutar las instrucciones 

ALU: Unidad aritmético lógica Se puede considerar como un sistema combinacional que realiza las Operaciones solicitadas por la unidad de control. Toma los datos de un par de registros de entrada, y el resultado es Almacenado en un registro de salida. Información adicional sobre la operación realizada se guarda en un Registro especial: el registro de FLAGS (banderas). Funciones aritméticas: Suma, resta, división, multiplicación Funciones lógicas: And, or, xor, nor, nand, xnor. Funciones de desplazamiento y rotación

Ciclo de ejecución de las instrucciones Al comienzo de cada ciclo de instrucción, la CPU busca y capta una Instrucción de la memoria (para ello usa el PC). A no ser que se indique otra cosa la CPU incrementa el PC La instrucción captada se almacena en un Registro llamado IR (Registro de instrucción) esta instrucción puede ser de 4 tipos distintos

UNIDAD DE Ejecución (EXECUTION UNIT) Está compuesta de los siguientes bloques: ALU cuyos operandos son de 16 bits Registro de banderas (Flags) Registros de propósito general Estos registros son de 16 bits Se pueden utilizar de 8 bits dividiéndolos en parte más Significativa y menos significativa. 

UNIDAD DE INTERFAZ DE BUS (BUS UNIT INTERFACE) Funciones de la unidad de control: Búsqueda de las instrucciones Encolado de las instrucciones (en una memoria FIFO, first in first Out). De esta cola la EU extrae las instrucciones a ejecutar. Búsqueda de los operandos. Manejo de las direcciones a memoria Manejo del Bus de Datos. Premisa: es mucho más lento traer las instrucciones de memoria que Procesarlas. La unidad de interfaz de bus pretende optimizar el manejo del bus de Datos para acelerar el proceso de ejecución de instrucciones. Para ello cuenta con una ‘cola’ de instrucciones, de forma de irlas Obteniendo mientras la EU esta ocupada procesando instrucciones Anteriores.