Referencias:
Stalling, W. (2006). Organización y Arquitectura de Computadoras (7ma ed.). (A. C. VARGAS, Trad.) Ohio: PRENTICE-HALL.
Sandoval, S. A. (2005). SliderPlayer. Obtenido de https://slideplayer.es/slide/13881922/
Arquitecturas de Computadoras FCC. (Junio de 2012). Obtenido de https://arquitecturadecomputadorasfcc.wordpress.com/3-2-tipos-de-operandos/
Muñoz, P. (s.f.). Academia. Obtenido de https://www.academia.edu/10062225/ORGANIZACIÓN_DEL_PROCESADOR
Nombre: Kevin Antonio Sánchez Vélez
CI: 0941195281
Curso: 5-2
Asignatura: Organización y Arquitectura Computacional.
Docente: Mgp. Ángela Yanza M., Ing
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Periférico
Memoria
CPU
OBJETIVO: Aplicar los principios básicos de los dispositivos externos, instrucciones de máquina y señales de control mediante el uso de diferentes componentes del computador
para organizar el conocimiento de la ingenieria orientada a la arquitectura computacional.
ORGANIZACION Y ARQUITECTURA COMPUTACIONAL
_____Unidad III_____
3.4 INTRODUCCIÓN A MICROPROCESADORES
Implementación cableada
De la computadora IAS surge el concepto de programa cableado es decir, un hardware específico para una tarea particular.
Luego se añadía un hardware de uso general para generar las señales de control a partir del código.
Las señales de control se suministraban desde el programa asosciando un código específico para cada posible conjunto de señales de control.
Con el hardware de uso general, el sistema acepta datros y señales de control, y produce resultados
El hardware realizaba funciones diferentes según las señales de control aplicadas.
La otra alternativa que surgió posteriormente fué construir una configuración de uso general de funciones lógicas y aritméticas.
Si se deseaba realizar un cálculo concreto, se utilizaba una configuración de componentes lógicos diseñados específicamente para dicho cálculo.
Control de la CPU
Actúa como coordinadora de todas las tareas que ha de realizar la computadora. Asimismo, se encarga de manejar todas las órdenes que la computadora necesita para realizar la ejecución de las operaciones requeridas por los programas de aplicación.
Sus funciones básicas son:
Realizar las tareas que se indican en la instrucción.
Interpretar la instrucción en proceso.
Manejar todas las operaciones de acceso, lectura y escritura a cada una de las posiciones de la memoria principal donde se almacenan las instrucciones necesarias para realizar un proceso.
Microoperaciones, Señales de Control
En lugar de reconfigurar el hardware para cada nuevo programa, el programador simplemente necesitaba proporcionar un nuevo conjunto de señales de control.
Nace un nuevo método denominado software (secuencia de códigos o instrucciones)..
Luego se añadía un hardware de uso general para generar las señales de control a partir del código.
3.3 INTRODUCCIÓN AL PROCESADOR
El Ciclo de Instrucción
Está compuestos por tres subciclos:
Interrupción: si las interrupciones están habilitadas y ha ocurrido una interrupción, salvar el estado del proceso actual y atender la interrupción.
Ejecución: interpretar el código de operación y llevar a cabo la operación indicada.
Captación: llevar la siguiente instrucción de la memoria a la CPU.
Procesamiento en cascada de Instrucciones
Entrada/Salida.
Control de flujo.
Instrucciones lógicas.
Instrucciones aritméticas.
Instrucciones de transferencia de datos.
Organización de los Registros
Un computador emplea una jerarquía de memoria. En los niveles más altos de la
jerarquía, la memoria es más rápida, más pequeña y más cara (por bit). Dentro
del procesador hay un conjunto de registros que funciona como un nivel de
memoria por encima de la memoria principal y de la cache en la jerarquía.
Permiten al programador de lenguaje maquina o ensamblador minimzar las
referencias a memoria principal por medio de la optimización del uso de registros.
Organización del Procesador
Un procesador, incluye tanto registros visibles por el usuario como registros de control/estado. Los registros visibles por el usuario pueden ser de uso general o tener una utilidad especial, mientras que los registros de control y estado se usan para controlar el funcionamiento del procesador, un claro ejemplo es el contador de programa.
Escribir datos:
los resultados de una ejecución pueden exigir escribir datos en la memoria o en el módulo de E/S.
Procesar datos:
la ejecución de una instrucción puede exigir llevar a cabo alguna operación aritmética o lógica con los datos.
Captar datos:
la ejecución de una instrucción puede exigir leer datos de memoria o de un módulo de E/S.
Interpretar instrucción:
la instrucción se codifica para determinar qué acción es necesario.
Captar instrucciones:
el procesador lee una instrucción de memoria (registro, cache o memoria principal).
3.2 INSTRUCCIONES DE MÁQUINA
Problemas
Tipos de Operaciones
Especifican operación a realizar:
Control.
E/S de Datos.
Transferencia de Datos entre dos posiciones de memoria.
Transferencia de Datos entre registros y memoria.
Transferencia de Datos entre dos Registros.
Aritméticas y Lógicas.
Tipos de Operandos
Especifican registros o posiciones de memoria de datos operandos. Los datos pueden ser:
Caracteres o Datos Lógicos.
Números.
Direcciones.
Características de las Instrucciones Máquina
El procesador es el delegado dentro del computador, de ejecutar las instrucciones máquina que componen los programas. El procesador o unidad central de procesamiento (CPU) consta de tres componentes fundamentales: la unidad aritmética lógica (ALU), los registros del computador que sirven como almacenamiento temporal de los datos e instrucciones que residen en la memoria principal del computador, y finalmente, la unidad de control (García, Carretero, García, y Exposito, 2015).
3.1 ENTRADA/ SALIDA
Acceso directo a Memoria
Santamaria (1993, p. 129) indica que: “Esto se debe efectuar
cuando las necesidades de transferencia sean muy frecuentes o cuando la máxima velocidad de transferencia por programa no sea suficiente para las necesidades del
periférico”.
Para efectuar el acceso directo a memoria debe ser preciso que:
El microprocesador se inhiba del gobierno de las líneas que serán utilizadas para el control de la transferencia, disponiendo las salidas de la CPU en estado de alta
impedancia y exista un hardware externo de control de la transferencia, para lo cual existen circuitos integrados controladores de DMA.
Conceptos básicos de E/S Programada
Por lo tanto la CPU permanece ociosa durante un
período de tiempo (no deseable).
La CPU espera que el módulo E/S termine la
operación.
La CPU tiene control directo sobre la operación
de E/S.
Transferencia de datos.
Envío de comandos de lectura/escritura.
Comprobación del estado del dispositivo.
Intercambio de datos entre la CPU y el módulo.
Estructura de un Módulo E/S
Funciones de un Módulo
Detección de Errores.
Buffer de Datos: (Es un espacio de memoria, en el que se almacenan datos para evitar que el programa o recurso que lo requiere, ya sea hardware o software, se quede sin datos durante la transferencia).
Comunicación con los Periféricos.
Comunicación con la CPU.
Control y Temporización.
Módulo de E/S
El módulo E/S es frecuentemente responsable de realizar una detección de errores, que puede ser avisado por el periférico ( por ejemplo, falta de papel en una impresora) o producirse por fallos de transmisión (error de paridad de un carácter transmitido).
Controlador de Disco
Un controlador de disco es el conjunto de circuitos integrados que tienen como función organizar la lectura y escritura en las unidades de disco en una computadora.
Teclado / Monitor
Monitor:
Es de los dispositivos de salida más importantes, porque es con el cual los usuarios interactúan con mayor frecuencia de diferentes formas: Rayos Catódicos - Monocromáticos - A color - de Pantalla plana - Cristal Liquido.
Teclado:
Es el periférico de comunicación con el ordenador por excelencia mediante él damos las órdenes precisas para realizar aquellas tareas que queramos en el momento adecuado.
Dispositivos Externos
Existe una gran variedad de dispositivos que pueden comunicarse con un ordenador de todos los posibles periféricos, algunos son de entrada, otros de salida y otros de salida y entrada como los modem.
Automatización y
Control
Subtopic
Adquisición de datos.
Sensores.
Alarmas.
Multimedia:
Parlantes.
Micrófono.
Comunicación con
Dispositivos Remotos:
Acceso / Interfaz de red.
Modem.
Impresión:
Escáner.
Impresora.
Almacenamiento:
DVD.
CD.
Disco Duro.
E/S Básicos:
Teclado.
Mouse.
Monitor/Pantalla.
