Instituto Politcnico Nacional Escuela Superior de Medicina Informtica Mdica

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Gmez Galn Gerardo Adrin

Estructura y funcionamiento de un sistema de computo

Modelo de von newmannSistema De ComputoCompuesto por:Hardware (parte fsica)

Software (parte lgica)

Humanware (usuario)

Principales ComponentesUnidad Central de Procesamiento (CPU) o Microprocesador

Circuito integrado

Su principal funcin es recibir instrucciones, con el fin de suministrar las seales para los dems elementos del sistema.

Un CPU realiza 3 tareas bsicas:Lee datosLos procesa Los graba en la memoria

El CPU es el elemento que controla y ejecuta las operaciones del sistema, es el cerebro de la computadora.

Estructura Bsica Del CPUUnidad Aritmtica y Lgica (ALU)Circuito de dos entradas (Modo aritmtico y Modo lgico).

Efecta todas las funciones del procesamiento de datos.

Realiza dos clases de funciones, las operaciones aritmticas y las funciones de tipo lgico.

Unidad de ControlEncargada de interpretar las instrucciones del programa y ejecutarlas despus.

Las funciones bsicas son: coordina todas las actividades, se comunica con todos los elementos del sistema y ejecuta las instrucciones del programa que se esta utilizando en el momento.

Es el responsable de la sincronizacin de todas las actividades de la computadora.

RegistrosSon casillas reservadas especialmente para el almacenamiento temporal de una o ms palabras o datos del computador.

El Registro de Entrada: Es donde se almacenan temporalmente los datos con los que el microprocesador trabaja en determinado momento.

El Registro Contador: Dice que instruccin sigue, contiene la direccin de la siguiente instruccin.

El Registro de Instruccin: Tiene la instruccin que se est ejecutando.

El Registro Acumulador o de salida: Donde se guardan resultados intermedios, su funcin principal es entregar palabras de datos a la ALU desde la memoria, o transferir palabras de datos desde la ALU hacia la memoria.

El Registro de Estado: Guarda avisos, si el resultado es cero, si es negativo, etc.

BUS o Canal (lneas o canales de comunicacin)

Es un conjunto de conductores y conectores a travs de los cuales se enva informacin a todos los subsistemas que forman el computador.

Bus de control: Unidad de control. Controla el intercambio de informacin entre mdulos de la unidad central y perifricos.

Bus de Direcciones: Es por donde viaja la informacin especifica sobre la localizacin de la direccin de memoria. Lleva la direccin, comunicacin entre el CPU y la memoria.

Bus de Datos: Es el nico bus bidireccional por el que fluyen los datos (internos y externos). Es el que lleva y trae informacin.

Bus de Expansin: Son las encargadas de llevar el bus de datos, de direcciones y de control, a las tarjetas de interfaz.

MemoriaSe encarga de almacenar temporalmente o permanentemente instrucciones, datos de entrada, resultados parciales o definitivos, etc.

Existen 2 tipos de memoria: primaria y secundaria.

Memoria Principal o Primaria almacena: Programas del sistema operativo que administran la operacin de la computadora.

Programas que se encuentren en ejecucin y datos que estn en uso por el programa.

Se clasifican en:Memria RAM (Random Access Memory) o Memria de Acceso Aleatrio (dinmica o esttica)

Memoria ROM (Read Only Memory) o Memoria de Solo Lectura

Memoria RAM (Random Access Memory) o Memria de Acceso AleatrioAlmacena informacin y programas temporalmente, porque al momento de apagar la computadora se perder la informacin almacenada en ella.

Almacena la informacin al azar en las celdas de memoria.

Permite la lectura y escritura de datos sin limitaciones.

La memoria RAM se clasifica de acuerdo al modo de trabajo:RAM Dinmica o DRAM ( Dynamic Random Access Memory).

RAM Esttica o SRAM ( Static Random Access Memory).

Memoria Base (convencional)Ocupa los primero 640 Kb. Es el rea que emplea el S.O. DOS, BIOS y los programas de aplicacin.

Memoria superior (UMB)Se extiende entre los 640 Kb y 1024 Kb (1 Mb). El S.O.

Emplea esta rea para almacenar informacin sobre el hardware.

Memoria ExtendidaOcupa la zona desde 1 Mb hacia arriba.

Memoria AltaLos primeros 64 Kb de la memoria extendida (S.O. MS-DOS).

MEMORIA ROM (Read Only Memory) o Memoria de Solo LecturaLa memoria ROM almacena la informacin grabada desde su fabricacin como es el caso de los controladores del sistema y las instrucciones para arrancar la computadora.

Toda esta informacin almacenada en la memoria ROM es imposible de modificar o borrarla.

Memoria CacheEs una memoria intermedia que se encuentra localizada en la tarjeta principal.

Su funcin es agilizar la velocidad de proceso.

Memoria SecundariaAlmacena los programas mientras los datos no se utilizan.

Tienen gran capacidad de almacenamiento.

Aunque los datos pueden ser trasferidos rpidamente al CPU es mucho ms lenta que la memoria primaria.

Se refiere a los dispositivos de almacenamiento de datos:Disco duro

Disco flexible

Cinta magntica

CD-Rom

Disco DuroDispositivo que sirve para almacenar grandes cantidades de informacin.

Permite el manejo de ella hasta antes de que el usuario la borre.

Unidad de Disco Flexible o FloppyEs capaz de leer discos con diferentes caractersticas.

Es el medio de almacenamiento extrable ms difundido en el mercado.

Son discos porttiles.

CD-ROM, DVD-ROM, CD-R, CD-RW, DVD-R, DVD-RW Contiene gran cantidad de informacin.

Solo se puede consultar por los usuarios.

Es solo de lectura.

Cintas MagnticasPermiten acumular gran cantidad de informacin.

Son similares a los cassettes musicales.

GabineteEs el cascaron que contiene al CPU y todos los dems componentes; a excepcin de los perifricos.

DispositivoCualquier componente de la computadora que pueda enviar y recibir informacin.

PerifricosDispositivos que se conectan a la PC.

Para obtener un mayor rendimiento.

Perifricos de EntradaProveen una manera para comunicarse con la PC.

Nos permiten cargar informacin e introducir programas y datos.

Perifricos de ProcesamientoEst compuesto nicamente por el CPU, que se encarga de procesar instrucciones, clculos y manejar el flujo de informacin.

Perifricos de AlmacenamientoEstos dispositivos nos permiten mantener y guardar informacin.

Perifricos de SalidaEste dispositivo le permite a la PC, comunicarse con el usuario.

Muestra los resultados en la pantalla o impresos.

Modelo de Von NewmannEl nacimiento de la arquitectura Von Neumann surge a raz de una colaboracin en el proyecto ENIAC.

Von Neumann se interes por el problema de la necesidad de recablear la mquina para cada nueva tarea.

En 1949 encontr y desarrollado la solucin a este problema, puso la informacin sobre las operaciones a realizar en la misma memoria utilizada para datos.

Escribindola de la misma forma, en cdigo binario.

1946, Von Newmann y sus disearon un modelo de computadora cuya caracterstica principal era el Concepto de Programa Almacenado.

Hasta 1952 se termino este diseo que sirvi ms adelante como prototipo de las subsecuentes computadoras.

Los componentes del prototipo son:Una memoria principal, que almacena datos e instrucciones.

Una Unidad Aritmtica Lgica(ALU), con capacidad para operar con datos binarios. Una Unidad de Control, que interpreta las instrucciones en memoria para su ejecucin.

Unidades de Entrada / Salida, administra sus operaciones la Unidad de Control

La Mquina de Von Neumann tena 5 partes bsicas:Memoria

Unidad aritmtica-lgica

Unidad de control del programa

Equipos o unidades de entrada y salida.

Von Newman propuso dos conceptos bsicos:

La utilizacin del sistema de numeracin binario.

Almacenamiento de la secuencia de instrucciones.