La
arquitectura de computadoras es el diseño conceptual y la estructura
operacional fundamental de un sistema de computadora. Es decir, es un modelo y
una descripción funcional de los requerimientos y las implementaciones de
diseño para varias partes de una computadora, con especial interés en la forma
en que la unidad central de proceso (cpu) trabaja internamente y accede a las
direcciones de memoria.
También
suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes de
hardware para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad,
rendimiento y costo.
El ordenador
recibe y envía la información a través de los periféricos por medio de los
canales. La UCP es la encargada de procesar la información que le llega al
ordenador. El intercambio de información se tiene que hacer con los periféricos
y la UCP. Todas aquellas unidades de un sistema exceptuando la UCP se denomina
periférico, por lo que el ordenador tiene dos partes bien diferenciadas, que
son: la UCP (encargada de ejecutar programas y que está compuesta por la
memoria principal, la Unidad aritmético lógica (UAL) y la Unidad de Control) y
los periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada-salida y
comunicaciones).
La
arquitectura de computadoras es el diseño conceptual y la estructura
operacional fundamental de un sistema que conforma una computadora. Es decir,
es un modelo y una descripción funcional de los requerimientos y las
implementaciones de diseño para varias partes de una computadora, con especial
interés en la forma en que la unidad central de proceso (CPU) trabaja
internamente y accede a las direcciones de memoria.
La
arquitectura de una computadora explica la situación de sus componentes y
permite determinar las posibilidades de un sistema informático, con una
determinada configuración, pueda realizar las operaciones para las que se va a
utilizar. La arquitectura básica de cualquier ordenador completo está formado
por solo 5 componentes básicos: procesador, memoria RAM, disco duro,
dispositivos de entrada/salida y software.
Conceptos
Iniciales de la Arquitectura de Computadores
Un
computador es un sistema secuencial síncrono complejo que procesa información,
esta se trata de información binaria, utilizando solamente los dígitos de
valores lógicos ‘1’ y ‘0’. Estos valores lógicos binarios se corresponden con
valores de tensión eléctrica, de manera que un ‘1’ lógico corresponde a un
nivel alto a 5 voltios y un ‘0’ lógico corresponde a un nivel bajo de tensión
cercano a 0 voltios; estos voltajes dependen de la tecnología que utilicen los
dispositivos del computador.
Es el
cerebro del sistema, encargado de procesar todos los datos e informaciones. A
pesar de que es un dispositivo muy sofisticado no puede llegar a hacer nada por
sí solo. Para hacer funcionar a este necesitamos algunos componentes más como
lo son memorias, unidades de disco, dispositivos de entrada/salida y los
programas. El procesador o núcleo central está formado por millones de
transistores y componentes electrónicos de un tamaño microscópico. El
procesamiento de las tareas o eventos que este realiza va en función de los
nanosegundos, haciendo que los miles de transistores que contiene este trabajen
en el orden de los MHz. La información binaria se introduce mediante
dispositivos periféricos que sirven de interfaz entre el mundo exterior con el
usuario. Estos periféricos lo que van a hacer será traducir la información que
el usuario introduce en señales eléctricas, que serán interpretadas como unos y
ceros, los cuales son interpretados de una manera más rápida por la
computadora, ya que el lenguaje maquina utiliza el código binario para ser
interpretado por el computador.
Un sistema
jerárquico es un conjunto de sistemas interrelacionados, cada uno de los cuales
se organiza de manera jerárquica, uno tras otro, hasta que alcanza el nivel más
bajo de subsistema elemental. Una posible clasificación seria:
1. Nivel de
Componente. Los elementos de este nivel son difusiones de impurezas tipo P y de
tipo N en silicio, polisilicio cristalino y difusiones de metal que sirven para
construir los transistores.
2. Nivel
Electrónico. Los componentes son transistores, resistencias, condensadores y
diodos construidos con las difusiones del nivel anterior. Esta tecnología de
muy alta escala de integración o VLSI es la que se utiliza en la fabricación de
circuitos integrados. En este nivel se construyen las puertas lógicas a partir
de transistores.
3. Nivel
Digital. Se describe mediante unos y ceros son las puertas lógicas, biestables
y otros módulos tanto combinacionales como secuenciales. Este nivel es la
aplicación del algebra booleana y las propiedades de la lógica digital.
4. Nivel RTL.
El nivel de transferencia de registros RTL será el preferido para la
descripción de los computadores. Elementos típicos en este nivel de abstracción
son los registros y módulos combinacionales aritméticos.
5. Nivel
PMS. Este nivel es el más alto de la jerarquía. Las siglas PMS provienen del
ingles Processor Memory Switch. Con elementos de jerarquía los buses, memorias,
procesadores y otros módulos de alto nivel.
No hay comentarios:
Publicar un comentario