CURRICULUM Anterior: Tema 2: Representación de
Superior: Programa Detallado de Teoría
Siguiente: Tema 4: Periféricos

Contenidos

Tema 3: Arquitectura del Ordenador

Objetivos:

Contenido:

1.
Memoria

2.
CPU

3.
Instrucciones y Ejecución de Programas

Bibliografía:

ANASAGASTI98
Cap. 1, 3

Tiempo estimado:

4 horas de teoría y 1 de prácticas

Desarrollo:

El propósito de este tema es presentar la estructura interna del ordenador y la funcionalidad de cada componente de la arquitectura de Von Newman. El alumno entenderá como esta estructura resuelve el problema de la máquina de propósito general.

El alumno en este punto ha recibido un curso completo de programación y unas sesiones de sistemas operativos por lo que tiene una idea clara de lo que es un programa, de lo que es un módulo ejecutable y de la diferencia entre datos e instrucciones.

Primero se presentará la memoria del ordenador como la unidad funcional donde se almacenan las instrucciones de los programas junto con los datos que deben manejar. Al ser un componente de gran importancia, nos extenderemos algo más en su explicación. Primero se definirán las memorias como dispositivos capaces de almacenar información y determinaremos el tipo de información que puede almacenar definiendo los conceptos de palabra de memoria, capacidad y dirección de memoria. Después se establecerá el parámetro de velocidad que junto con el de capacidad llevará a hablar de la jerarquía de memorias. Una vez esquematizada la jerarquía de memorias y comentado brevemente cada uno de los componentes, se pasará a hablar de otros tipos de clasificación de memorias, que por su importancia y por lo mucho que se utilizan no podemos dejar de comentar. Estos aspectos son el concepto de persistencia y la diferencia entre RAM y ROM. Se concluirá la parte de memorias describiendo brevemente la estructura de la memoria principal y las operaciones que realizamos sobre ella. Sirve esto para entender cómo se produce la interacción entre CPU y memoria.

A continuación se pasará a explicar la funcionalidad de la CPU. No es nuestra intención ver el funcionamiento interno de este dispositivo, sino explicar las propiedades de éste que hacen que solucione el problema de la máquina de propósito general. Así, se define la ALU como ente capaz de realizar operaciones aritméticas muy simples y los Registros como unidades de almacenamiento de datos internos. Destacamos en PC como apuntador a las instrucciones de memoria y definimos la UC como la unidad funcional que controla la memoria central, los Registros, la ALU y el PC.

Para finalizar se explicará el ciclo de instrucciones de la máquina, haciendo ver que la CPU recoge instrucciones de memoria sistemáticamente y los ejecuta. En función de las instrucciones que haya en memoria (esto es del programa que se esté ejecutando), realizará una tareas u otras, consiguiéndose así una máquina de propósito general.

Prácticas:

Se trata de un tema fundamental por lo que conviene que estos conceptos queden claros. Para motivar al alumno en el estudio de este tema se mostrará el interior de un ordenador PC en clase explicando donde se hallan las distintas unidades funcionales y describiendo los componentes adyacentes como discos, slots de expansión, tarjetas, fuentes de alimentación etc$\ldots$


next up previous contents