1. ESQUEMA DE
FUNCIONAMIENTO DE UNA
COMPUTADORA
EII-ITU-Paci, Federico

2. Listado de Temas
 Elementos Básicos
 El procesador
 El concepto de interrupción
 Computadoras Personales

3. Conceptos Previos
Entrada Memoria Salidas
Masiva
Periféricos
Memoria
Principal
Unidad de
Unidad de
Tratamiento
Control (CU)
(ALU)
Procesador CPU
Volve Reinicia
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4. Elementos Básicos
 Biestables
 Contadores
 ALU
 Memoria Principal
Volve Reinicia
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5. Biestables
Elemento de memoria (Z) que almacena 1 bit.
Carga en el biestable Z de un 1:
Volve Reinicia
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6. Contadores
 Ascendente de 8 bits:
0, 1, 2, 3, 4,...., 255, 0, 1,.... (en binario)
 Incremento:PC ←PC+1
 Carga en paralelo: PC ←DR
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7. ALU(Unidad Aritmético
Lógica)
•BS ←BA op BS
•La operación a efectuar se
establece con las señales de
control.
•Ejemplo, suma
•Señales de control:
001
•Operación:
BS ←BA + BS
Volve Reinicia
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8. Memoria Principal
 Se divide en posiciones o palabras
de memoria.
 Para leer o escribir, es necesario
proporcionar la dirección de
acceso.
 Una memoria dispone de las
siguientes E/S:
 Entrada de datos (DBI)
 Salida de datos (DBO)
 Entrada de dirección (AB)
 Señales de control:
 IO/M’=0 operar con la memoria
 R/W’=0 escribir; R/W’=1, leer
Volve Reinicia
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9. El Procesador
 Microprocesador
 Microcontrolador
 Sistema Embebido
Volve Reinicia
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10. Microprocesador
 Un microprocesador es un procesador (CPU)
implantado en uno o varios circuitos integrados.
 Funciones (las de cualquier procesador):
 Almacena temporalmente las instrucciones.
 Interpreta los códigos de operación de las instrucciones, y
genera las señales de control.
 Genera las secuencias de tiempo que sincronizan los
intercambios de información entre el microprocesador y su
exterior.
 Contiene registros para el almacenamiento temporal de
datos y direcciones.
 Efectúa las operaciones aritméticas y lógicas típicas de una
ALU.
Volve Reinicia
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11. Microprocesadores
 Los microprocesadores surgieron a partir de
1971, como consecuencia del alto grado de
miniaturización de circuitos integrados logrado por
la tecnología electrónica.
 En la actualidad en un único chip se integran
millones de transistores.
 Los microprocesadores actuales, además de los
circuitos de un procesador clásico, suelen
contener:
 Procesador de coma flotante (FPU)
 Sistema o unidad de gestión de memoria (MMU)
 Memoria caché
Volve Reinicia
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12. Microcontrolador
 Un microcontrolador es un circuito integrado que contiene,
total o parcialmente, los cinco elementos básicos de una
computadora completa (unidad de control, unidad de
tratamiento, memoria y puertos de entrada/salida), estando
proyectados para aplicaciones de supervisión,
monitorización, gestión y control en sistemas tales como:
 aparatos de telefonía,
 Electrodomésticos (lavarropas, televisores),
 instrumentación médica,
 control de robots,
 líneas de ensamblado,
 control de semáforos, cámaras de seguridad, etc.
Volve Reinicia
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13. Microcontroladores
 Los microcontroladores se diferencian de los
microprocesadores en que:
 contienen en su interior no sólo la CPU, sino también otros
elementos como puertos de entrada/salida y memoria
principal (ampliable externamente), y
 están orientados a aplicaciones específicas de control.
 Ejemplos:
 TMS1000 (de 4 bits de longitud de palabra),
 Intel8051 (8 bits) dispone de 40 patillas de entrada/salida,
una CPU de 12MHz, memoria ROM de 4KB, y memoria
RAM de 128 Bytes, y 32 líneas de E/S
 Intel 8096 (32 bits).
Volve Reinicia
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14. Sistema Embebido
 Un sistema embebido es un sistema controlado por un
microprocesador o un microcontrolador cuyo hardware y software
están especialmente diseñados y optimizados para resolver una
problema concreto. Por lo general, interactúan continuamente con
su entorno con objeto de monitorizar o controlar algún proceso
 Hay sistemas embebidos en multitud de
 electrodomésticos (lavadoras de ropa, lavavajillas, hornos de
microondas, etc.),
 equipos musicales y de vídeo (lectoras/grabadoras de DVDs,
televisores, vídeos, máquinas de fotos, etc.),
 juguetes electrónicos (consola de juegos),
 sistemas de control industrial,
 Periféricos de computadores
 comunicaciones de datos (teléfonos inalámbricos, teléfonos móviles,
módem, etc.),
Volve
 equipos militares y armamento, etc. Reinicia
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15. Concepto de Interrupción
 Una interrupción(o excepción o trap) es una
detención de la ejecución de un programa
antes de que concluya. Esta se realiza para
ejecutar otro programa que gestiona o atiende
la interrupción, continuándose después con la
ejecución del programa interrumpido.
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16. Concepto de Interrupción
 Los orígenes de las interrupciones pueden ser muy
diversos; por ejemplo:
 Fallo de la alimentación.
 Anomalías del hardware.
 Petición de E/S de un periférico.
 Desbordamiento en la ALU
 Utilización de una instrucción máquina inexistente
 Gestión de tiempo compartido (la interrupción la
provoca el reloj de tiempo real)
 Violación de la protección de memoria.
 Peticiones del programador o usuario.
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17. Concepto de Interrupción
 La producción de interrupciones usualmente se gestiona siguiendo 5
pasos.
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18. Concepto de Interrupción
 En este caso la interrupción es un tipo muy
particular de llamada a un procedimiento.
 En un computador las interrupciones se
producen con una gran frecuencia. (Pueden
producirse, por ejemplo, con intervalos de
tiempo menores de 1 ms)
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19. Computadoras Personales
Volve Reinicia
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20. Computadoras Personales
 Se observa que hay una gran variedad de buses
 Las unidades centrales se ensamblan en la placa madre,
en la que existen ranuras de expansión.
Volve Reinicia
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21. Computadoras Personales
 En la actualidad las tarjetas ISA y la mayoría
de las PCI han sido reemplazadas por otras
con buses de mayor velocidad, como las PCI
Express X1 X8 X16
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