ARQUITECTURA DE COMPUTADORES “DIAGRAMAS DE BLOQUES”

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                            INGENIERIA DE SISTEMAS

   ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

    “DIAGRAMAS DE BLOQUES”

Presenta:

ANDRES FELIPE PERDOMO APONTE

JOHANN CAMILO QUINTANA LÓPEZ

Profesor:

ING. MARCELA JAIMES

     BUCARAMANGA, SANTANDER                                                        MARZO, 20

Arquitectura de Von Newmann

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Concepto:

La mayoría de los sistemas informáticos actuales siguen al pie de la letra la arquitectura propuesta por Von Newmann en el diseño del EDVAC. Esta arquitectura se caracteriza porque el programa que ejecuta el sistema informático está almacenado internamente (es información) en el propio sistema. El concepto ha evolucionado para convertirse en un computador de programa almacenado en el cual no pueden darse simultáneamente una búsqueda de instrucciones y una operación de datos, ya que comparten un bus en común. Esto se conoce como el cuello de botella Von Neumann, y muchas veces limita el rendimiento del sistema.

La arquitectura de Von Newmann define los siguientes elementos:

• Unidad Central de Proceso (CPU - Central Processing Unit)                                                      
• Memoria principal
• Controlador de entrada salida

• Buses del sistema
• Bus de datos
• Bus de direcciones
• Bus de control

Explicación:

• Principalmente se le da el inicio a la orden.

• A continuación, el computador procesa y decodifica la orden para pasarlo a su lenguaje.

• Seguido de esto, se la da ejecución a la orden en cuestión.

• Si la orden resulta ser verdadera el siguiente paso sería ejecutar la vuelta de fetch, un proceso el cual consiste en básicamente volver al inicio; Si la orden no resulta ser verdadera, entonces se concluiría el proceso.

Diagrama de bloques: Camino de datos

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Concepto:

En la década de 1990, Eder Baldeon Ramos creó el camino de datos, ruta de datos o datapath, el cual se baso en unidades funcionales, como la ALU (Unidad aritmética-lógica) las cuales realizan operaciones de procesamiento de datos, de registros y de buses. Es un componente de la CPU y se puede realizar rutas grandes de caminos de datos uniendo varias de ellas.

Explicación:

• En principio, necesitamos un lugar para almacenar las instrucciones, un registro que nos indique la instrucción que se está ejecutando y algún medio que nos permita avanzar a la siguiente instrucción.
• Los dos primeros son elementos de estado, una memoria y un registro, mientras que para calcular la dirección de la siguiente instrucción se utilizará un sumador, por medio del cual se sumará 4 al registro del contador del programa.
• El contenido del contador del programa corresponde a la dirección de la instrucción que se está ejecutando, por lo que se conecta al bus de direcciones de la memoria de instrucciones. En estos elementos de estado no se muestran sus señales de control, porque serán acertados en todos los flancos de reloj elegidos. Este es el hardware que ejecuta la búsqueda y captura de la instrucción (ciclo de fetch).
• Ahora consideraremos a las instrucciones tipo R o aritmético-lógicas. Esta clase de instrucciones lee dos registros, realiza alguna operación con la ALU sobre el contenido de los registros y escribe el resultado.
• Los 32 registros del procesador son almacenados en una estructura a la que llamaremos Archivo de Registros. Esta estructura contiene una colección de registros en la que cualquier registro puede ser leído o escrito especificando el número de registro en el archivo. El archivo de registros mantiene el estado de la máquina. Además, necesitaremos de una ALU que opere sobre los datos leídos desde los registros.
• Debido a que las instrucciones tipo R tienen 3 operandos, para cada instrucción necesitamos leer dos palabras desde el archivo de registros y escribir un dato en un registro del archivo. Las entradas al archivo de registros deben incluir los números de los registros a leer y el número del registro a escribir, así como el dato que se escribirá en el registro especificado.
• La lectura se realiza en cada flanco del reloj, sin embargo la escritura solo se realiza en algunas instrucciones, por lo tanto, se debe incluir una entrada de control que habilite la escritura de un dato en un registro. Las salidas del archivo de registros corresponden a los dos datos leídos.

Arquitectura Actual

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Andrew S. Tanenbaum fue el creador del diagrama de bloques, fue considerado el primer modelo de liderazgo contingente.

Explicación:

• En la CPU se encuentra únicamente la unidad de control, Unidad aritmética y lógica de los registros

• La memoria principal se encuentra aparte de la CPU

• Los dispositivos de entrada y salida se encuentran al lado de la memoria principal (Disco e Impresora)

• La CPU, la memoria principal y los dispositivos de entrada y salida están conectados por un bus.

Las principales características de los dispositivos de bloque son:

• -La información se almacena en bloques de tamaño fijo.

• -Cada bloque tiene su propia dirección.

• -Los tamaños más comunes de los bloques van desde los 128 bytes hasta los 1.024 bytes.

• -Se puede leer o escribir en un bloque de forma independiente de los demás, en cualquier momento.

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