ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE UNA COMPUTADORA

EII-ITU-Paci, Federico

Listado de Temas

Elementos Básicos El procesador El concepto de interrupción Computadoras Personales

Conceptos Previos

Entrada Memoria Masiva

Salidas

Memoria Principal

Periféricos

Unidad de Tratamient

o (ALU)Procesador CPU

Unidad de Control

(CU)

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Elementos Básicos

Biestables Contadores ALU Memoria Principal

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Biestables

Elemento de memoria (Z) que almacena 1 bit.Carga en el biestable Z de un 1:

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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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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

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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

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El Procesador

Microprocesador Microcontrolador Sistema Embebido

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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.

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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

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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.

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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).Reinici

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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.), equipos militares y armamento, etc.

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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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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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Concepto de Interrupción

La producción de interrupciones usualmente se gestiona siguiendo 5 pasos.

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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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Computadoras Personales

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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.

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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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