Introducción a la arquitectura de las computadoras

TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE ENSENADA

INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

CUARTO SEMESTRE

ARQUITECTURA DE LAS COMPUTADORAS

“ENSAYO: INTRODUCCION A LA ARQUITECTURA DE LAS COMPUTADORAS”

RAMIREZ ESTRADA HECTOR ARMANDO

20760437

ENSENADA, BAJA CALIFORNIA A 24 DE FEBRERO DE 2023

Introducción

La arquitectura de las computadoras se refiere a la organización y diseño de los componentes físicos de una computadora y cómo funcionan juntos para ejecutar instrucciones. A lo largo de la historia, la arquitectura de las computadoras ha evolucionado desde máquinas mecánicas primitivas hasta la complejidad de los sistemas modernos.

Principios de la arquitectura de las computadoras

A lo largo de los siglos, la arquitectura de las computadoras ha evolucionado desde máquinas mecánicas primitivas hasta la complejidad de los sistemas modernos. En el siglo XVII, el matemático alemán Wilhelm Schickard creó la primera máquina mecánica que podía sumar y restar. La máquina funcionaba mediante engranajes y levas, y podía realizar cálculos básicos de manera eficiente. Sin embargo, la máquina era propensa a errores y solo podía realizar cálculos simples. En el siglo XIX, cuando el matemático británico Charles Babbage propuso la creación de la "máquina analítica", una máquina capaz de realizar cálculos matemáticos complejos.

En la década de 1940, el modelo de von Neumann se convirtió en el primer diseño de computadora generalizado y fue utilizado por la mayoría de las computadoras hasta la década de 1970. Este modelo se basó en la idea de que una computadora se compone de una unidad central de procesamiento (CPU), memoria y dispositivos de entrada/salida (E/S). La CPU lee las instrucciones de la memoria y las ejecuta, y los datos se almacenan en la memoria. El modelo de von Neumann fue innovador porque permitió la programación de las computadoras para tareas específicas, lo que llevó a la creación de sistemas operativos y aplicaciones complejas.

En la década de 1970, se introdujo el modelo de interconexión a través de bus, que es el diseño de computadora más común utilizado en la actualidad. En este modelo, los componentes de la computadora están conectados mediante un bus compartido que permite la transferencia de datos y la comunicación entre los dispositivos. El modelo de interconexión a través de bus permitió la creación de computadoras más escalables y flexibles.

La arquitectura de las computadoras se divide en varios niveles, desde el nivel más bajo de componentes físicos hasta el nivel más alto de aplicaciones y software. El nivel del sistema es el nivel más alto de la jerarquía de la máquina. En este nivel, la computadora se considera como una colección de componentes físicos y software que trabajan juntos para realizar una tarea específica. Este nivel es donde se definen los requisitos del sistema, los cuales se refieren a los recursos de hardware y software que se necesitan para completar una tarea en particular. Por ejemplo, los requisitos del sistema para un programa de procesamiento de texto incluyen un procesador, memoria, almacenamiento, teclado y pantalla.

El nivel de la arquitectura se enfoca en la forma en que se organiza el hardware dentro del sistema para lograr los objetivos de la tarea. En este nivel, se especifica el conjunto de instrucciones que la CPU debe ser capaz de ejecutar, así como la forma en que se organizan los componentes de la memoria y la E/S para garantizar una operación eficiente del sistema. Este nivel también incluye el diseño de la jerarquía de la memoria, que define cómo se accede a la memoria desde la CPU y cómo se realiza la gestión de la memoria.

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