ARQUITECTURA DE UN COMPUTADOR

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 la arquitectura del computador está basado en tres grandes principios que se aplican a todo dispositivo o componente del computador, estos tres principios son: velocidad, capacidad y tipo de conexión.

También suele definirse como la forma de interconectar componentes de hardware, para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo.

La computadora recibe y envía la información a través de los periféricos, por medio de los canales. La CPU es la encargada de procesar la información que le llega a la computadora. El intercambio de información se tiene que hacer con los periféricos y la CPU. Puede considerarse que todas aquellas unidades de un sistema, exceptuando la CPU, se denomina periférico, por lo que la computadora tiene dos partes bien definidas, que son:

La CPU (encargada de ejecutar programas y que también se considera compuesta por la memoria principal, la unidad aritmética lógica y la unidad de control).
Los periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada/salida, almacenamiento y comunicaciones).

La implantación de instrucciones es similar al uso de una serie de montaje en una fábrica de manufacturización. En las cadenas de montaje, el producto pasa a través de muchas etapas de producción antes de tener el producto armado. Cada etapa o segmento de la cadena está especializada en un área específica de la línea de producción y lleva a cabo siempre la misma actividad. Esta tecnología es aplicada en el diseño de procesadores eficientes.

A estos procesadores se les conoce como pipeline processors. Estos están compuestos por una lista de segmentos lineales y secuenciales en donde cada segmento lleva a cabo una tarea o un grupo de tareas computacionales. Los datos que provienen del exterior se introducen en el sistema para ser procesados. La computadora realiza operaciones con los datos que tiene almacenados en memoria, produce nuevos datos o información para el uso externo.

Las arquitecturas y los conjunto de instrucciones se pueden clasificar considerando los siguientes aspectos:

Almacenamiento de operandos en la CPU: dónde se ubican los operadores aparte de la substractora informativa (SI).
Cantidad de operandos explícitos por instrucción: cuántos operandos se expresan en forma explícita en una instrucción típica. Normalmente son 0, 1, 2 y 3.
Posición del operando: ¿cualquier operando puede estar en memoria, o deben estar algunos o todos en los registros internos de la CPU?. Cómo se especifica la dirección de memoria (modos de direccionamiento disponibles).
Operaciones: qué operaciones están disponibles en el conjunto de instrucciones.
Tipo y tamaño de operandos y cómo se especifican.

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