PDF de programación - Estructura básica de un ordenador

Estructura básica de un
ordenador

?CPU .Unidad Central de proceso
?Memoria

Unidad central de proceso (CPU)

? Naturaleza electrónica,

Microprocesador

? Controlar y coordinar todas las

operaciones del sistema

? Ejecuta instrucciones de programas
» Busca una a una las instrucciones en

memoria

» Las decodifica para conocer que debe

realizar

» Da las ordenes a los diferentes elementos del

sistema

? Componentes:

» Unidad de control (UC), Unidad aritmético

lógica (ALU)

Relaciones Laborales. D38

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Unidad central de proceso (CPU)

Unidad de control (UC)
? Gobernar el funcionamiento del ordenador y la

transferencia de la información entre los distintos
elementos

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Unidad central de proceso (CPU)

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Unidad central de proceso (CPU)

? CP: Dirección siguiente instrucción a ejecutar

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Unidad central de proceso (CPU)

? RI: Instrucción que se esta ejecutando

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Unidad central de proceso (CPU)

? D:Interpreta la RI

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Unidad central de proceso (CPU)

? S:Genera las microordenes, a partir de la señal de

Decoficador

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Unidad central de proceso (CPU)

? Reloj:Proporciona impulsos eléctricos constantes que

marcan los instantes que han de comenzar cada paso

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Unidad central de proceso (CPU)

Unidad aritmético lógica (ALU)
? Operaciones aritméticas: +, -, x, /
? Operaciones lógicas: >, <, =, ...

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Unidad central de proceso (CPU)

Unidad aritmético lógica (ALU)
Registro de datos: datos u
operandos que van a ser
tratados

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Unidad central de proceso (CPU)

Unidad aritmético lógica (ALU)
Circuito operacional: conjunto de
circuitos que permiten realizar
las operaciones sobre los datos

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Unidad central de proceso (CPU)

Unidad aritmético lógica (ALU)
Registro Acumulador:Resultados

de las operaciones, se puede
enviar a MC o de nuevo al los
registro de datos.

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Unidad central de proceso (CPU)

Funcionamiento general de la CPU
? Trae de MC la instrucción indicada en el CP y la

guarda en el RI

? Decodifica la instrucción que contiene el RI y

envía la información al secuenciador

? El secuenciador sincronizado con el reloj envía las

microordenes a la ALU

? Cuando la instrucción ha finalizado vuele a traer la

siguiente instrucción

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Unidad central de proceso (CPU)

Características
? Velocidad de proceso: número de operaciones por

unidad de tiempo(MIPS,MFOPLS)

? Frecuencia de reloj: medida en Mhz, millones de

ciclos por segundo

? Memoria cache: memoria rápida dentro del chip,

para evitar accesos a la MC

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Unidad central de proceso (CPU)

Características

» Bus del sistema: Conjunto de circuitos

encargados de la conexión entre la CPU y
resto de unidades.

? Líneas de datos: 16 líneas, bus de 16 bits.
? Líneas de control:Ordenes de la UC al resto
? Líneas de direcciones: Dirección de destino
de los datos que van por las líneas de datos

? Bus interno o del sistema:Longitud de
palabra del ordenador 80286 (16 bits),
80486 (32 bits), Pentium(64 bits)

» Bus externo: Comunica con los diferentes

elementos del sistema, 32 bits.

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Unidad central de proceso (CPU)

? Rendimiento de un sistema informático influye:

? CPU
? Memoria central
? Memoria caché
? Almacenamiento auxiliar
? Bus del sistema
? Aplicaciones que se van a ejecutar

? Benchmark, medir rendimiento de sistemas

informáticos según las necesidades

? Benchmark estándar (specmarks, winstone,

sysmark)

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Memoria

? Parte del ordenador donde se

almacenan los datos y programas

? Es un conjunto de celdas o

posiciones consecutivas donde
cada una tiene una dirección que
la identifica

? Una celda de memoria puede

almacenar 8, 16 o 32bits

? Operaciones básicas:

» escritura: dirección, dato y señal

control de escritura
lectura: dirección y señal de control
de lectura

»

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Memoria

Características
? Velocidad de transferencia, bits por unidad de

tiempo
» longitud de palabra: cantidad de información que

transfiere en una operación (8, 16, 32, 64bits)

? Velocidad de memoria, tiempo en realizar una

operación de lectura o escritura

? Capacidad: Bit, Byte(8 bits), Kb,Mb, Gb,

Tb ( 210 Gb)

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Memoria

Características
? Tipo de acceso, secuencial o directa
? Duración de la información

» Permanentes o ROM: no pueden borrarse,

CD-ROM

» Volátiles, la información desaparece si se

deja de alimentar eléctricamente, RAM

» Duraderas: información se mantiene hasta

una próxima escritura, discos duros

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Memoria

Jerarquía de la memoria

– El precio es directamente proporcional a su rapidez y su

capacidad

? Niveles de memoria:

? Registro interno: capacidad 32 bits, acceso muy rápido,

tecnología cara. CPU

? Memoria caché: acceso rápido (< registros), CPU, nivel 1(L1)

o nivel 2(L2). Datos mas usados

? Memoria principal RAM: contiene toda la información para

realizar una determinada tarea. Velocidad y precio aceptables.
Tecnología semiconductores

? Memoria auxiliar o secundaria: Información duradera.

Magnéticas u ópticas

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Memoria

Memoria principal
? En ellas se almacena toda la información necesaria

para ejecutar las instrucciones

? 32, 64, 128 Mb
? Pastillas integradas

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Memoria

Memoria principal

» RDM, dirección a la que

queremos acceder
» L/E, bit de control

operación de lectura o
escritura

» RIM, dato que tenemos que

escribir ( escritura) o dato
leído (lectura)

» Selector, activa la celda que

se usará en la operación

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Memoria

Memoria principal
Operación de lectura/escritura

» Fase de posicionamiento: seleccionar la celda

correspondiente

» Fase de acceso: Desde que se inicia la operación hasta

hasta que el dato esta en RIM

» Fase de regeneración: tiempo que tarda la circuitería en
estabilizarse eléctricamente para la siguiente operación

» Ciclo de memoria: acceso+ regeneración

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Memoria

Memoria principal
Clasificación
? Durabilidad:

» Volátil: DRAM necesitan refresco, memoria principal
» No volátil: SRAM sin refresco, alta velocidad, memoria

cache

? Operaciones:

» Solo lectura: ROM, PROM
» Lectura y escritura: EPROM, EEPROM, Memoria

auxiliar

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Memoria

? Mapa de memoria

» 8088/8086, bus 20 bits, 1Mb RAM
» 80286, bus 24 bits, 16 Mb RAM
» 80386/80486, Pentium, 32 bits, 4 Gb RAM

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Gracias por vuestra atención.

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