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Arquitectura de computadora, Concepto, Importancia de la arquitectura,…
Arquitectura de
computadora
Componentes principales de la arquitectura
CPU: es la unidad central de procesamiento o microprocesador. Esta parte se encarga de ir ejecutando las diferentes instrucciones de la ISA y los datos que el software emplea para su ejecución. Es decir, es la encargada de ejecutar los programas informáticos, incluido el sistema operativo
Bus: se refiere a los componentes que entrelazan partes de la computadora y pueden ser de varios tipos y características, como el bus de datos, el bus de direcciones, y el bus de control.
Memoria principal: es la memoria RAM, generalmente, donde se guardan los programas que se van a ejecutar, es decir, los datos e instrucciones necesarios para un proceso y que serán reclamados por la CPU.
E/S: por supuesto, las computadoras también necesitan un sistema de entrada y salida de la información, es decir, puertos por donde enviar y recibir datos. Esto es fundamental para el usuario, ya que de lo contrario no podría interactuar con la computadora.
Tipos de arquitectura de computadoras
Arquitectura dataflow
En la arquitectura de flujo de datos, los datos pasan por las diferentes etapas del cálculo. En esta arquitectura, el resultado de un cálculo se utiliza como entrada para otro cálculo. La arquitectura de flujo de datos es una arquitectura paralela en la que los datos pasan por diferentes etapas de cálculo. En esta arquitectura, el resultado de un cálculo se utiliza como entrada para otro cálculo. El cálculo se realiza en paralelo utilizando una red de procesadores, una red de interconexión y algún tipo de almacenamiento.
Arquitectura von Neumann
es una arquitectura secuencial en la que el cálculo se ejecuta de forma secuencial. Esta arquitectura tiene una unidad central de procesamiento (CPU), una memoria y dispositivos de entrada-salida. La CPU tiene un registro de instrucciones y un registro de datos. La memoria es un dispositivo de almacenamiento que contiene las instrucciones y los datos durante el cálculo. También se utiliza para almacenar datos e instrucciones. Los dispositivos de entrada y salida se utilizan para comunicarse con el mundo exterior. Incluyen teclados, pantallas, impresoras, escáneres y otros dispositivos.
La arquitectura de computadoras se refiere al diseño y la organización de los componentes físicos y lógicos de un sistema informático. Incluye la estructura interna de la CPU (Unidad Central de Procesamiento), la memoria, los buses de datos y control, así como la interconexión de todos estos elementos
CPU (Unidad Central de Procesamiento): Es el cerebro de la computadora y ejecuta instrucciones de programas. Está compuesta por la ALU (Unidad Aritmético-Lógica) y el CU (Unidad de Control).
Memoria: Almacena datos e instrucciones que la CPU necesita para operar. Incluye la RAM (Memoria de Acceso Aleatorio) y la ROM (Memoria de Solo Lectura).
Buses: Son canales de comunicación que permiten la transferencia de datos entre diferentes componentes de la computadora, como la CPU, la memoria y los dispositivos de entrada/salida.
Dispositivos de Entrada/Salida (E/S): Son los componentes que permiten a la computadora interactuar con el mundo exterior. Esto incluye teclados, ratones, monitores, impresoras y otros periféricos.
Periféricos: Son dispositivos externos conectados a la computadora que complementan sus capacidades, como impresoras, escáneres, discos duros externos, etc
Sistema de Almacenamiento: Incluye los dispositivos que permiten almacenar datos de manera permanente, como discos duros, unidades de estado sólido (SSD), etc.
Arquitectura Harvard: Es un modelo que utiliza memorias físicamente separadas para instrucciones y datos, lo que permite la ejecución de instrucciones y la recuperación de datos de manera simultánea
Arquitectura Harvard: Es un modelo que utiliza memorias físicamente separadas para instrucciones y datos, lo que permite la ejecución de instrucciones y la recuperación de datos de manera simultánea
Pipeline: Es una técnica que permite que múltiples instrucciones se ejecuten de manera simultánea, dividiendo el proceso de ejecución en etapas.
Arquitectura RISC y CISC: Son dos enfoques diferentes para el diseño de conjuntos de instrucciones de una CPU. RISC (Reduced Instruction Set Computing) utiliza un conjunto de instrucciones más simple y optimizado, mientras que CISC (Complex Instruction Set Computing) permite instrucciones más complejas pero menos frecuentes
¿Cómo se relacionan los lenguajes de programación con la arquitectura de computadoras?
Los lenguajes de programación se relacionan con la arquitectura de computadoras porque el código escrito en un lenguaje de programación debe ser traducido a un lenguaje de máquina que la computadora pueda entender.
¿Qué son los buses de datos y cómo se utilizan en la arquitectura de computadoras?
Los buses de datos se utilizan para conectar los procesadores, memoria, tarjetas de video, tarjetas de sonido, discos duros, unidades de disco óptico, tarjetas de red, etc. :
Concepto
La arquitectura de computadoras se refiere a los atributos de un sistema que son visibles al programador, es decir aquellos atributos que tienen un impacto directo en la ejecución lógica de un programa.
arquitectura de computadoras y arquitectura de software no son lo mismo y tienen significados totalmente diferentes. la arquitectura de los ordenadores es la lógica que dirige un dispositivo físico, la arquitectura del software es la lógica que dirige la funcionalidad de un dispositivo
Importancia de la arquitectura
La arquitectura de los ordenadores es importante en el sentido de que determina cómo funcionará un ordenador y para qué se puede utilizar. Determina el rendimiento, el consumo de energía, el tamaño y el coste del ordenador.
Arquitectura Harvard
Esta arquitectura es una versión modificada de la arquitectura von Neumann. Tiene dos memorias separadas: una es para las instrucciones del programa y la segunda es para los datos.
Arquitectura Harvard modificada
Es una combinación de la arquitectura de flujo de datos y la arquitectura Harvard. En esta arquitectura, hay una memoria de programa y una memoria de datos.