Arquitectura De Computadoras

Arquitectura de computadoras

Hugo Galeano

21221946-82

La arquitectura de computadoras se interesa por la estructura y desempeño de los diferentes

módulos funcionales de la computadora y cómo interactúan para atender las necesidades de

procesamiento del usuario. La organización de la computadora estudia la manera en que se conectan los

componentes de la circuitería para formar un sistema computacional. El diseño de computadoras analiza

el desarrollo de la circuitería de computadoras, tomando en consideración un cierto conjunto de

especificaciones.

Los capítulos que se estudiaran (1 al 5) presentan los diferentes componentes digitales que se

usan en la organización y diseño de las computadoras digitales básica; es decir, que solo se cubre lo

necesario para el conocimiento básico de la organización, diseño y programación de una computadora

digital simple.

Los temas a tratar

Circuito de lógica digital. Introduce los conocimientos básicos necesarios para el diseño de

sistemas digitales construidos con base en compuertas y Flip-flops discretos.

Componentes digitales. Explica en detalle la operación lógica de los componentes digitales

estándar más común (decodificadores, multiplexores, registros, contadores y memoria).Circuitos de

lógica digital.

Representación de datos. Como ose representa en firma binaria los diversos tipos de datos que

se encuentran en las computadoras digitales, en los registros de las computadoras.

Transferencia de registros y multiprocesadores. Introducir un lenguaje de transferencia de

registros y muestra cómo se usa para expresar microoperaciones en forma simbólica.

Organización y diseño básico de computadoras. Organización y diseño básico de una

computadora digital básica

Circuitos de lógica digitali.

La computadora digital en un sistema digital que ejecuta diversas tareas, estas computadoras

funcionan mas confiablemente si solo se usan dos estados discretosii, es decir, dos valores que son

binarios, el 0 (cero) y el 1.

Cada digito binario se le conoce como bit, a su vez la información se representa en la

computadora en grupos de bits, representando no solo números, sino también símbolos o decisiones

lógicas.

Un sistema de computadoras se subdivide en dos entidades funcionales: hardwareiii, este a su

ves en Unidad Central de procesamiento (CPUiv), la Memoria de acceso aleatorio (RAMv) y el procesador

de entrada/salidavi que a su ves conectan dispositivos de entrada y salida como teclados, impresoras,

terminales, unidades de discos magnéticos y otros dispositivos de comunicación; y el softwarevii,

dividido en sistema operativo, de aplicación y de utilerías.

Compuertas lógicas

La información binaria se representa por medio cantidades físicas llamadas señales; emplea una

señal de 3 volts para representar el numero 1 y 0.5 volts para representar el cero tanto en entrada como

en salidas binarias. Esta manipulación de información binaria se hace mediante circuitos lógicos

llamados compuertas, estas compuertas producen señales del 1 o el cero binarios cuando los

requerimientos lógicas de entrada son satisfechos. Cada compuerta lógica tiene un símbolo grafico

distinto y su funcionamiento puede describirse por medio de una expresión algebraica, representándose

la relación entrada/salida por medio de una tabla de verdad.

· AND. La salida en 1 si la entrada A y la B son ambas igual a 1, de otra manera es 0. Su símbolo

es el de la multiplicación.

· OR. La salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas son 1, de otra manera es 0. Su símbolo

es +.

· Inversor. Invierte el sentido lógico de la señal binaria, es decir, produce la función NOT o

complemento. Su símbolo es (‘) o una barra sobre la variable

· NAND. Complemento de la función AND. Su símbolo es un grafico de AND seguido de un círculo.

· NOR. Complemento de la función OR. Su símbolo lleva un grafico de OR seguido de un circulo

· XOR. La compuerta OR exclusiva. Símbolo grafico similar a OR excepto por una línea curva

adicional del lado de la entrada.

Circuitos combinatorios

Un circuito combinatorio es un arreglo de compuertas lógicas con un conjunto de entradas y

salidas. Las n variables de entradas binarias vienen de una fuente externa, las m variables de salida

binarias van a un destino externo, y entre estas hay una interconexión de compuertas lógicas. Un

circuito combinatorio transforma la información binaria de los datos de entrada dados a los datos de

salida requeridos. Los circuitos combinatorios se emplean en las computadoras digitales para generar

decisiones de control binarias y para proporcionar los componentes digitales requeridos para el

procesamiento de datos.

El diseño de circuitos combinatorios parte del planteamiento verbal del problema y terminan con

un diagrama de circuito lógico. El procedimiento comprende los siguientes pasos:

1. Se establece el problema.

2. Se asignan símbolos literales (letras) a las variables de entrada y salida.

3. Se deriva la tabla de verdad que define la relación entre entradas y salidas.

4. Se obtienen las funciones booleanas simplificadoras para cada salida.

5. Se traza el diagrama lógico.

Flip-flops

Los elementos de almacenamiento empleados en circuitos secuenciales de relojviii se llaman Flipflops.

Un flip-flop es una celda binaria capaz de almacenar un bit de información. Tiene dos salidas, una

para el valor normal y una para el valor complementado del bit almacenado en el.

Un flip-flop mantiene un estado binario hasta que es dirigido por un pulso de reloj para que cambie de

estado.

Circuitos secuenciales.

Un circuito secuencial es una interconexión de Flip-flops y compuertas. La compuerta por si

misma constituye un circuito combinatorio, pero cuando se incluyen junto con los Flip-flops el circuito

completo se clasifica como un circuito secuencial. El bloque del circuito combinatorio recibe señales

binarias de las entradas externas y de las salidas de los Flip-flops. Las salidas del circuito combinatorio

van a las salidas externas y las entradas de los Flip-flops. Las salidas de los Flip-flops, a su vez, se aplican

al as entradas se aplican al as entradas del circuito combinatorio y determinan el comportamiento del

circuito.

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