1. ARQUITECTURA DE
COMPUTADORES

2. ¿PORQUE ARQUITECTURA DE
COMPUTADORES?
 La IEEE/ACM Computer Curricula 2001 cita:
 “el computador esta en el corazón de la informática. Sin él la
mayoría de las asignaturas de informática serian hoy una
rama de la matemática teórica. Para ser hoy un profesional en
cualquier ramo de la informática uno no debe ver al
computador como una caja negra que ejecuta programas
mágicamente. Todos los estudiantes de informática deben, en
cierta medida comprender y valorar los componentes
funcionales de un computador, sus características, su
funcionamiento y sus interacciones. También sus
implicaciones practicas. Los estudiantes necesitan
comprender la arquitectura del computador para estructurar
un programa de forma que éste sea mas eficiente en una
maquina real. Seleccionando el sistema que se va a usar,
debe ser capaz de comprender el compromiso entre varios
componentes, como la velocidad del reloj de la CPU frente al
tamaño de la memoria.

3. ¿PORQUE ARQUITECTURA DE
COMPUTADORES? (Cont…)
 En Clements, A. “The undergraduate Curriculum in
Computer Architecture.” IEEE micro, may/jun 2000.
1. Supongase que un licenciado trabaja en la industria
y se le pide seleccionar un computador con la
mejor relacion calidad precio para utilizarlo en una
gran empresa. Comprender las implicaciones de
gastar mas en distintas alternativas, como una
cache grande o una velocidad de reloj mayor, es
esencial para tomas esta decision

4. ¿PORQUE ARQUITECTURA DE
COMPUTADORES? (Cont…)
2. Hay muchos procesadores que no forman parte de
equipos PC o servidores, p ero sí en sistemas mas
embebidos. Un diseñador debe ser capaz de
programar en un procesador en C que esté
embebido en algún sistema en tiempo real o
sistema complejo, como un controlador electrónico
de un coche inteligente. Depurar el sistema puede
requerir un analizador lógico que muestre la
relación entre las peticiones de interrupción de los
sensores del sistema y el código de maquina

5. ¿PORQUE ARQUITECTURA DE
COMPUTADORES? (Cont…)
3. Los conceptos utilizados en arquitectura de
computadores tienen aplicación en otros cursos.
En particular la forma en que el computador ofrece
un soporte arquitectural a los lenguajes de
programación y funciones en principio propias del
sistema operativo, refuerza los conceptos de
estas áreas.

6. ORGANIZACION Y ARQUITECTURA
Cuando se describe a un computador se hace
distinción entre arquitectura y organización
 ARQUITECTURA: Se refiere a los atributos a los
atributos de un sistema que son visibles a un
programador
 ORGANIZACIÓN: Se refiere a las unidades
funcionales y sus interconexiones que dan lugar a
especificaciones arquitectónicas.

7. ORGANIZACION Y ARQUITECTURA
 Atributos arquitectónicos:
 Conjunto de instrucciones
 Numero de bits usados para representar varios tipos de
datos (números, caracteres)
 Mecanismos de E/S
 Técnicas para direccionamiento de memoria
 Atributos de organización: se incluyen detalles
hardware trasparentes al programador
 Señales de control
 Interfaces entre computador y periféricos
 Tecnología de memoria usada.

8. ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO
 COMPUTADOR ---> sistema complejo: contienen
millones de componentes electrónicos básicos.
 CLAVE: reconocer la naturaleza jerárquica de los
sistemas complejos, incluyendo el computador.
 SISTEMA JERARQUICO: un sistema jerárquico es
un conjunto de subsistemas interrelacionados cada
uno de los cuales, a su vez , se organiza en una
estructura jerárquica hasta que alcanza el nivel mas
bajo del subsistema elemental.

9. ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO
 El diseñador trata un nivel en particular a la vez
 Cada nivel consta de un conjunto de componentes y
sus interrelaciones.
 De cada nivel, al diseñador le importan la estructura
y el funcionamiento:
 Estructura: el modo en que los componentes estan
interrelacionados
 Funcionamiento : la operación de cada componente
individual como parte de la estructura.

10. FUNCIONAMIENTO
Sistema de
transferencia
de datos
Mecanismos
de control
Recurso de
almacenamiento
de datos
Recurso de
procesamiento
de datos
•Procesar datos. Solo hay unos
pocos métodos o tipos
fundamentales de procesado de
datos
•Almacén de datos. El
computador lleva a cabo una
función de almacenamiento de
datos.
•Control: es ejercido por el ente
que proporciona al computador
las instrucciones.
•Transferir. Entre el mismo y el
mundo exterior.

11. FUNCIONAMIENTO
transfer
encia
control
procesa
miento
almace
namien
to
transfer
encia
control
procesa
miento
almace
namien
to

12. FUNCIONAMIENTO
transfer
encia
control
procesa
miento
almace
namien
to
transfer
encia
control
procesa
miento
almace
namien
to

13. FUNCIONAMIENTO
“hay sorprendentemente, muy pocas
formas de estructuras de computadores
que se ajustan a la función que va ser
llevada a cabo. En la raíz de esto
subyace el problema de la naturaleza de
uso general de los computadores, en la
cual toda especialización funcional se
tiene cuando se programa y no cuando
se diseña”

14. ESTRUCTURA
 Representación sencilla de un computador.
 Actúa con su entorno externo
COMPUTADOR
• Almacenamiento
• Procesamiento

15. ESTRUCTURA
 UNIDAD CENTRAL DE
PROCESAMIENTO (CPU, Central
Processing Unit) : Controla el
funcionamiento del computador y
lleva a cabo sus funciones de
procesamiento de datos
=pqocesadoq
 MEMORIA PRINCIPAL: almacena
datos
 E/S :transfiere datos entre el
computador y el entorno externo.
 SISTEMA DE INTERCONEXIÓN.
Es un mecanismo que proporciona
la comunicación entre la CPU, la
memoria principal y la E/S

16. ESTRUCTURA
 Unidad de control:
controla el funcionamiento
de la CPU y por tanto del
computador.
 Unidad Aritmético Lógica
(ALU): lleva a cabo las
funciones de
procesamiento de datos
del computador
 Registros: proporciona
almacenamiento interno a
la CPU
 Interconexión CPU: son
mecanismos que
proporcionan
comunicación entre la
unidad de control, la ALU
y los registros