La arquitectura de computadoras es el diseño conceptual y
la estructura operacional fundamental de un sistema que conforma una
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.
La arquitectura de
una computadora explica la situación de sus componentes y permite determinar
las posibilidades de un sistema informático, con una determinada
configuración, pueda realizar las operaciones para las que se va a
utilizar. La arquitectura básica de cualquier ordenador completo está formado
por solo 5 componentes básicos: procesador, memoria RAM, disco duro,
dispositivos de entrada/salida y software.
1.1 Conceptos Iniciales de la Arquitectura de
Computadores
Un computador es un sistema
secuencial síncrono complejo que procesa información, esta se trata de
información binaria, utilizando solamente los dígitos de valores lógicos ‘1’ y
‘0’. Estos valores lógicos binarios se corresponden con valores de tensión
eléctrica, de manera que un ‘1’ lógico corresponde a un nivel alto a 5 voltios
y un ‘0’ lógico corresponde a un nivel bajo de tensión cercano a 0 voltios;
estos voltajes dependen de la tecnología que utilicen los dispositivos del
computador.
1.2 Arquitectura Clásica de un Computador
Modelo Von Neumann
La arquitectura Von Neumann tiene sus
orígenes en el trabajo del matemático John Von Neumann desarrollado con John
Mauchly y John P. Eckert y divulgado en 1945 en la Moore School de la
Universidad de Pensilvania, Estados Unidos, en el que se presentaba e EDVAC (
Electronic Discrete Variable Automatic Computer). De aquí surgió la
arquitectura del programa almacena en memoria y búsqueda/ejecución secuencial
de instrucciones. En términos generales una computadora tiene que realizar 3
funciones:
ü Procesamiento
de Datos
ü Almacenamiento
de Datos
ü Transferencia
de Datos
Tal que un PC (Personal Computer) debe procesar datos,
transformando la información recibida, de igual forma tiene que almacenar
datos, como resultado final de estas. También debe de realizar transferencia de datos entre su entorno y el mismo. La
arquitectura de un computador hace referencia a la organización de sus
elementos en módulos con una funcionabilidad definida y a la iteración entre
ellos. En el esquema de la Figura 1.1 se muestra la estructura básica de Von
Neumann que debe llevar una computadora para su correcta operación.
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