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Universidad Metropolitana

Introducción a la Computación



Septiembre, 2007Septiembre, 2007

Arquitectura Von NewmanProcesador y Memoria

Arquitectura Von NewmanProcesador y Memoria




Introducción a la ComputaciónObjetivos

Identificar los elementos que conforman el Modelo de Arquitectura Von Newman

Identificar las piezas de hardware que se asocian a la arquitectura Von Newman

Entender el funcionamiento de las computadoras mediante un modelo sencillo

Identificar los elementos que conforman el Modelo de Arquitectura Von Newman

Identificar las piezas de hardware que se asocian a la arquitectura Von Newman

Entender el funcionamiento de las computadoras mediante un modelo sencillo





Modelo de Arquitectura Von Newman Modelo de Arquitectura Von Newman

Unidad Central de Procesamiento(CPU)

Unidad Central de Procesamiento(CPU)

Memoria Principal Memoria Principal

Contenido





La arquitectura de Von Newman




Introducción a la ComputaciónArquitectura Von Newman

Fue definida por John Von Newman, hacia 1950Fue definida por John Von Newman, hacia 1950

Proporcionó los fundamentos para la construcción y el desarrollo de las computadoras hasta el momento.

Proporcionó los fundamentos para la construcción y el desarrollo de las computadoras hasta el momento.

La idea era construir una máquina que “memorizara” una serie de órdenes y un grupo de datos, para que luego “trabajara sola” y obtuviera un resultado

La idea era construir una máquina que “memorizara” una serie de órdenes y un grupo de datos, para que luego “trabajara sola” y obtuviera un resultado





Dispositivos de Entrada

Dispositivos de Salida

Procesador(CPU)

MemoriaPrincipal

Almacenamiento Secundario

Arquitectura Von Newman





La Unidad Central de Proceso





• Viene a ser el cerebro del computador

• Viene a ser el cerebro del computador

• Ejecuta las instrucciones que va obteniendo de la memoria principal.

• Ejecuta las instrucciones que va obteniendo de la memoria principal.

• Es el lugar donde se manipulan los datos.• Es el lugar donde se manipulan los datos.

• Está conformado por la Unidad Aritmético-Lógica (UAL) y la Unidad de Control (UC).

• Está conformado por la Unidad Aritmético-Lógica (UAL) y la Unidad de Control (UC).

Unidad de Control (UC)

Unidad Aritmético – Lógica (UAL)

CPU

Unidad Central de Proceso (CPU)





Unidad de Control (UC):Unidad de Control (UC):

1. Administra los recursos de la computadora: Memoria, dispositivos de entrada, dispositivos de salida y dispositivos de almacenamiento secundario.

2. Sus instrucciones básicas le permiten llevar a cabo este control.

3. Transfiere los datos a la UAL para que sean procesados.

1. Administra los recursos de la computadora: Memoria, dispositivos de entrada, dispositivos de salida y dispositivos de almacenamiento secundario.

2. Sus instrucciones básicas le permiten llevar a cabo este control.

3. Transfiere los datos a la UAL para que sean procesados.

Unidad de Control (UC)

Unidad Aritmético – Lógica (UAL)

CPU

Memoria Principal

Dispositivos de E/S






Unidad Aritmético – Lógica (UAL):Unidad Aritmético – Lógica (UAL):

1. Es donde se efectúan las operaciones aritméticas (suma, resta, etc.) y las lógicas (and, or, not).

2. Manipula números, letras y símbolos, para producir un resultado.

1. Es donde se efectúan las operaciones aritméticas (suma, resta, etc.) y las lógicas (and, or, not).

2. Manipula números, letras y símbolos, para producir un resultado.






La memoria principal





• Almacena los datos y programas que la computadora esté usando en un momento determinado.

• Almacena los datos y programas que la computadora esté usando en un momento determinado.

• Debe ser suficientemente grande para soportar todo el sistema.

• Debe ser suficientemente grande para soportar todo el sistema.

• Es de dos tipos: Memoria RAM: Random Access MemoryMemoria ROM: Read Only Memory

• Es de dos tipos: Memoria RAM: Random Access MemoryMemoria ROM: Read Only Memory

Memoria ´ROM

Memoria RAM

Memoria

Memoria Principal





Memoria RAM:Memoria RAM:

1. Su velocidad es bastante rápida.

2. El acceso a los datos es aleatorio.

3. Es volátil, es decir, sólo almacena los datos temporalmente para ser usados mientras se ejecuta el programa en curso.

4. Todos los programas y datos deben ser transferidos a la memoria RAM durante el procesamiento, desde un dispositivo de entrada o de almacenamiento secundario.

5. Cada dato programa tiene una ubicación o dirección en la memoria RAM.

6. El contenido de cada dato puede cambiar, según se procesan nuevos datos y se ejecutan nuevos programas.

1. Su velocidad es bastante rápida.

2. El acceso a los datos es aleatorio.

3. Es volátil, es decir, sólo almacena los datos temporalmente para ser usados mientras se ejecuta el programa en curso.

4. Todos los programas y datos deben ser transferidos a la memoria RAM durante el procesamiento, desde un dispositivo de entrada o de almacenamiento secundario.

5. Cada dato programa tiene una ubicación o dirección en la memoria RAM.

6. El contenido de cada dato puede cambiar, según se procesan nuevos datos y se ejecutan nuevos programas.

Memoria Principal





Memoria RAM:Memoria RAM:

Módulos de memoria:

• Son placas que contienen los chips de memoria.

• Se conectan a la tarjeta principal de la computadora.

• La cantidad de memoria RAM influye en la velocidad de procesamiento de la computadora.

• Se pueden adquirir por separado para aumentar la memoria RAM del computador.

Módulos de memoria:

• Son placas que contienen los chips de memoria.

• Se conectan a la tarjeta principal de la computadora.

• La cantidad de memoria RAM influye en la velocidad de procesamiento de la computadora.

• Se pueden adquirir por separado para aumentar la memoria RAM del computador.

Memoria Principal





• La memoria se mide en múltiplos de BYTES (MegaBytes, GigaBytes, etc.)

• La memoria se mide en múltiplos de BYTES (MegaBytes, GigaBytes, etc.)

• Cuando la cantidad de memoria RAM es pequeña, la paginación (swapping o transferencia de datos y programas entre la memoria y el disco duro) debe ser más frecuente.

• Cuando la cantidad de memoria RAM es pequeña, la paginación (swapping o transferencia de datos y programas entre la memoria y el disco duro) debe ser más frecuente.

• Una paginación frecuente, hace más lenta a una computadora. Si la memoria es mayor, la computadora podrá ejecutar programas complejos y podrá guardar en memoria más datos y programas.

• Una paginación frecuente, hace más lenta a una computadora. Si la memoria es mayor, la computadora podrá ejecutar programas complejos y podrá guardar en memoria más datos y programas.

Memoria RAM: Cómo afecta la velocidad?Memoria RAM: Cómo afecta la velocidad?

Memoria Principal





• Se mide en múltiplos de Hertz.• Se mide en múltiplos de Hertz.

• El reloj controla los impulsos eléctricos en un período de tiempo.

• El reloj controla los impulsos eléctricos en un período de tiempo.

• Ciclo de reloj del sistema: Tiempo que le toma a un transistor apagarse y encenderse nuevamente.

• Ciclo de reloj del sistema: Tiempo que le toma a un transistor apagarse y encenderse nuevamente.

Cómo se mide la velocidad del reloj del sistema?Cómo se mide la velocidad del reloj del sistema?

MegaHertz (MHz) = Millones de ciclos por segundo

Hertz (Hz) = Ciclos por segundo

Reloj

Memoria Principal





Memoria Caché:Memoria Caché:

• Son memorias de alta velocidad.

• Se puede encontrar dentro del CPU (Caché L1) o entre el CPU y la memoria RAM (Caché L2).

• Almacena las instrucciones de uso frecuente.

• Ayudan a que la velocidad de la computadora sea más rápida.

• Son memorias de alta velocidad.

• Se puede encontrar dentro del CPU (Caché L1) o entre el CPU y la memoria RAM (Caché L2).

• Almacena las instrucciones de uso frecuente.

• Ayudan a que la velocidad de la computadora sea más rápida.

Memoria Principal





Memoria ROM:Memoria ROM:

1. Es de sólo lectura, es decir, no es posible escribir en ella.

2. Los datos son almacenados de manera permanente (no es volátil).

3. Es programada por el proveedor de la computadora.

4. Contiene la información necesaria para iniciar la operación de la computadora.

5. Forma parte de la categoría conocida como “firmware”.

1. Es de sólo lectura, es decir, no es posible escribir en ella.

2. Los datos son almacenados de manera permanente (no es volátil).

3. Es programada por el proveedor de la computadora.

4. Contiene la información necesaria para iniciar la operación de la computadora.

5. Forma parte de la categoría conocida como “firmware”.

Memoria Principal





• Verifica los componentes de hardware disponibles.

• Verifica los componentes de hardware disponibles.

BIOS (Basic Input/Output System)BIOS (Basic Input/Output System)

• Es el firmware encargado de cargar el sistema operativo del computador.

• Es el firmware encargado de cargar el sistema operativo del computador.

Memoria Principal





Muchas gracias

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