UCV

FAC

CIENCIAS

INTRODUCCIÓN A LA ARQUITECTURA DEL

COMPUTADORTema 1 – Clases 1 y 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

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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).

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MODELO DE VON NEUMANN

Creado por John Von Neumann alrededor 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.

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MODELO DE VON NEUMANN

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Memoria Principal

Disp. E/S

ULA

Unidad de Control

CPU

MODELO DE VON NEUMANN

Subsistema de Procesador:

Unidad de Control

Registros

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MODELO DE VON NEUMANN

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Subsistema de Procesador:

UC

Registros

MODELO DE VON NEUMANN

Subsistema de Procesador:

Unidad Aritmético-Lógica

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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

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MODELO DE VON NEUMANN

Subsistema de Memoria (Memoria Principal):

Memoria ROM (Read Only Memory). 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 (Power On Self 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.

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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.

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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

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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

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MODELO DE VON NEUMANN

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ELEMENTOS DE SOFTWARE EN UN SISTEMA COMPUTADOR

MODELO DE MÁQUINAS VIRTUALES

Problema: Comunicación Hombre-Máquina

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Necesito resolver un problema!

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”.

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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

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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

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MODELO DE MÁQUINAS VIRTUALES

TRADUCCIÓN INTERPRETACIÓNGenera un nuevo código NO Genera un nuevo códigoEl proceso se realiza una sola vez El proceso de se realiza en cada

ejecuciónLa ejecución es muy rápida La ejecución es más lentaNivel bajo de portabilidad pero mayor flexibilidad

Nivel alto de portabilidad pero menor flexibilidad

Una vez realizada la compilación no es necesario el código fuente por lo que permite “ocultar” el código original

El código fuente es necesario en cada ejecución y por ende no puede “ocultarse”

Los errores sintácticos se detectan durante la compilación

Los errores sintácticos se detectan durante la ejecución

Un programa compilado puede comprometer la ejecución de los otros procesos

Un programa interpretado normalmente puede ser interrumpido sin dificultad

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MODELO DE MÁQUINAS VIRTUALES

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MÁQUINAS VIRTUALES MULTINIVEL

Organización Estructurada

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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.