Arquitectura Organizacion de Computadoras

1. • FUNCIONAMIENTO DEL COMPUTADOR
• CICLOS DE CAPTACIÓN Y EJECUCIÓN
• INTERRUPCIONES SIMPLES Y MÚLTIPLES

2. CONCEPTOS GENERALES
• Sistemas de hardware son flexibles.
• Hardware de propósitos general, puede realizar diferentes tareas,
si recibe las señales de control apropiadas. Ejm. El CPU que
puede realizar algunas tareas.
• El cableado interno de control, provee las señales de control.

3. COMPONENTES DEL COMPUTADOR
• Todos los computadores actuales se han diseñado basándose en los
componentes desarrollados por John von Neumann en el Instituto de
Estudios Avanzados de Princeton. Tal diseño se conoce con el
nombre de ARQUITECTURA DE VON NEUMANN y se basa en tres
conceptos claves:
• Los datos y las instrucciones se almacenan en una sola memoria de lectura-
escritura
• Los contenidos de esta memoria se direccionan indicando su posición, sin
considerar el tipo de dato contenido en la misma.
• La ejecución se produce siguiendo una secuencia de instrucción tras
instrucción (a no ser que dicha secuencia se modifique explícitamente).

5. Programación Hardware: se ajusta un
hardware para que realice alguna
función. Son elementos que realizan
funciones lógicas. Ejm and, or, Not,
etc.
Se envían secuencias de ceros
y unos los cuales se
transforman en códigos de
instrucción.

6. FUNCIONES DE LA COMPUTADORA
Unidad Central de Procesamiento o CPU: Es el cerebro de la computadora, ya que en él se
manipulan los datos. En una computadora personal o PC, la CPU entera está contenida en un
pequeño chip llamado microprocesador.
Unidad Aritmético-Lógica: En esta Unidad se realizan las Operaciones Aritméticas (Suma "+",
Resta "-", Multiplicación "x", División "/", Elevar a Potencia "^") y las Operaciones Lógicas
Memoria Principal o RAM (Random Access Memory): Es el dispositivo de almacenamiento
principal en tiempo real donde se guardan los datos y programas mientras se están utilizando.

7. MAR: Registro de direcciones,
almacena la dirección de
memoria o el dato que estamos
utilizando.
MBR: contiene los datos que esta
en la dirección de memoria.
E/S AR/BR: Son análogos, son
direcciones dentro del
dispositivo.

8. FUNCIONAMIENTO DE UN COMPUTADOR
La función básica que realiza un computador es la ejecución de un programa, constituido por
un conjunto de instrucciones almacenadas en la memoria.
El procesador es precisamente el que se encarga de ejecutar las instrucciones especificadas en
el programa, es decir que el procesador lee (capta) la instrucción de memoria y la ejecuta.
Consta de dos pasos:
• Captación
• Ejecución

9. CICLO DE CAPTACIÓN
• El contador del programa (PC) indica la dirección de la siguiente
instrucción a captar.
• El procesador capta la instrucción desde una localización de memoria
indicada por la PC.
• Incrementa PC.
• Instrucción es cargada en el registro de instrucciones (IR).
• El procesador interpreta la instrucción y la ejecuta.

10. CICLO DE EJECUCIÓN
• Procesador a memoria
• Datos transferidos entre la CPU y la memoria principal.
• Procesador a E/S
• Transferencia de datos entre la CPU y el modulo E/S. (escribir en el teclado).
• Procesamiento de datos
• Algunas operaciones aritméticas y lógicas son realizadas. (suma, resta,
multiplicación y división)
• Control
• Saltos de código. (cuando se programan líneas de código, se hacen saltos a las
siguiente línea).

11. Contador de Programa (PC) = Dirección de
instrucción
Registro de Instrucción (IR) = Instrucción en
ejecución
Acumulador (AC) = Almacenamiento Temporal

12. DIAGRAMA DE EJECUCIÓN DE UNA INSTRUCCIÓN

13. • Cálculo de la dirección de la instrucción: Determina la dirección de la siguiente
instrucción a ejecutar.
• Captación de la instrucción: la CPU lee la instrucción desde su posición de memoria.
• Decodificación de la operación indicada en la instrucción: analiza la instrucción para
determinar el tipo de operación a realizar y el (los) operando(s) a utilizar.
• Cálculo de la dirección del operando: si la instrucción implica una referencia a un
operando en memoria o disponible mediante E/S, determina la dirección del operando.
• Captación de operando: capta el operando desde memoria o se lee desde el dispositivo de
E/S.
• Operación con los datos: realiza la operación indicada en la instrucción.
• Almacenamiento del operando: escribe el resultado en memoria o lo saca a través de un
dispositivo e E/S.

14. INTERRUPCIONES

15. INTERRUPCIONES
Una interrupción es un mecanismo que permite ejecutar un bloque de instrucciones interrumpiendo la ejecución de
un programa, y luego restablecer la ejecución del mismo sin afectarlo directamente. De este modo un programa puede
ser interrumpido temporalmente para atender alguna necesidad urgente del computador y luego continuar su
ejecución como si nada hubiera pasado.
INTERRUPCIONES DE
HARDWARE
Estas son asíncronas a la ejecución del procesador, es decir, se
pueden producir en cualquier momento independientemente de lo
que esté haciendo el CPU en ese momento. Las causas que las
producen son externas al procesador y a menudo suelen estar
ligadas con los distintos dispositivos de E/S.
INTERRUPCIONES DE
SOFTWARE
La interrupción por software, también denominada llamada al
sistema, son aquellas generadas por un programa mientras este
está ejecutándose.

17. • Añadido a la instrucción
• Procesador busca interrupciones
—Indicada por una señal de interrupción
• Si no hay interrupción, capta la siguiente instrucción
• Si hay una interrupción pendiente
—Suspende la ejecución del programa actual
—Guarda contexto
—Establece PC en la dirección donde inicia la rutina de
interrupción
—Interrumpe el proceso
—Restaura contexto y continua el programa interrumpido
Ciclo de interrupción

18. Transferencia de control vía interrupción

19. Ciclo de instrucción con interrupciones