memoria

Laura Elizabeth Florian Cruz
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1
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
REPRESENTACION DE DATOS:
1. Datos Numéricos:
1 Datos en Punto Fijo o Enteros
En un registro.
Positivos: BIT de signo “0” y magnitud del numero.
Negativos: BIT de signo “1”, su representación en magnitud y signo:
Complemento a 1
Ejemplo: en un registro de 8 celdas : 2
2: 00000010
En complemento a 1: 11111101
Complemento a 2
Ejemplo: en un registro de 8 celdas: 2
2: 00000010
En complemento a 1: 11111101 +
1
En complemento a 2: 11111110
2. Datos en Punto Flotante o Reales
En dos registros:
1º Mantisa: BIT de signo y Magnitud
2º Exponente: Posición del punto decimal
Ejemplo: en u registro de 16 celdas 16.25
16: 10000
0.25 *2 = 0.5
0.5 *2 = 1.0
0.25: 0.01
16.25: 10000.01 = 0.1000001 * 25
Mantisa: 0100001000000000
Exponente: 5: 00000101
3. Operación Aritmética de Sustracción:
1. En Complemento a 1:
Ejemplo: 8-1 = 8 + -1
8: 00001000
1: 00000001
Complemento a 1 = -1:11111110
8+-1: 00001000 +
11111110
= 00000110 llevando 1
00000110+
1
=00000111
2. En Complemento a 2
Ejemplo: 8-1 = 8 + -1
8: 00001000
1: 00000001
Complemento a 1 = 11111110
Complemento a 2 =-1: 11111111
8+-1: 00001000 +
11111111
= 00000111 llevando 1
2
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
Ejercicios:
1. Realizar las siguientes operaciones en complemento a 2 , considerando los números están en
complemento a 2 y bit de signo, indicar en sistema decimal:
a) 1110 0111 +
b) 1111 0001 +
0000 1100
1111 0000
_____________
1111 0011 1
_____________
1111 0010
0000 1101 =13
Rpta:
-13
_______________
1110 0001 –
1
_______________
1110 0000
0001 1111 =31
-31
2. Datos Textos:
1. Código ASCII (American Estándar Code Information)
Utilizado en computadoras pequeñas de 8 bits: 1 BIT de paridad (par o impar)
Total de códigos: 27 =128
Los 32 primeros son caracteres no imprimibles, cumplen funciones de control.
Ejemplo: OA: avance de línea
OD: retorno de carro o al anterior
Los 96 siguientes son signos de puntuación, caracteres especiales y:
* Letras Mayúsculas: A: 41….
* Letras Minúsculas: a: 61….
* Números Decimales: 0: 30…...
12. Código EBCDIC (Decimal Codification Binari Extended Interchange Code)
Utilizado en supercomputadoras. 8 bits: 1 BIT de paridad
* Letras Mayúsculas: A: C1…I: C9…J: D1…R: D9…S: E2…Z: E9
* Números Decimales: 0:F0…..9:F9
FORMATO DE PALABRA DE INSTRUCCIÓN
Palabra: grupo de bits que se almacena en una posición de memoria.
Nº de bits de una posición = tamaño o longitud de palabra = nº líneas de bus de datos =información que entra
y sale de la memoria en grupo = nº de bits de datos = n
Se mide en BYTE:
1 BYTE: 8 bits
1 KILOBYTE: 2 10 1024 BYTES
1 MEGABYTE 2 20 1024 KILOBYTE
1 GIGABYTE: 2 30 1024 MEGABYTE
1 TERABYTE: 2 40 1024 GIGABYTE
Código de operación: Es el código binario que indica el tipo de operación a ejecutar; tiene X bits
Nº de instrucciones = 2 X
Nº de operaciones diferentes o instrucciones: 1111….1 (X bits)
Dirección del operando: Es la dirección de memoria en cuya posición se almacena el operando con el cual
opera las instrucciones; tiene Y bits.
Nº de líneas del bus de direcciones = Y
Nº total de accesos = Total de Posiciones de memoria =Capacidad de direccionamiento = 2 Y
X +Y = Nº de bits del registro = n
Total de Bytes en la memoria = Capacidad de Bytes de la memoria = 2 Y (X + Y) /8
Ultima posición de la memoria = Ultima dirección = 2 Y – 1
3
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Ejercicios:
1. Un computador tiene como unidad de memoria de 32 bits por palabra de instruccione134, hallar total de
bytes de la memoria.
Nº de instrucciones = 134 ≈ 2 8 -> Nº de bits del código =8
Nº de líneas de bus de datos =32 – 8 =24 ->numero de bits de instrucc. =24
32 / 8 = 4 -> nº de bytes por posición
Capacidad = 2 24 x 4 = 67 108 864 bytes
2. Una memoria tiene FEDE posiciones, bus de datos de 12 líneas, el numero de bytes que la memoria
puede almacenar indicarlo en Hexadecimal, hallar la dirección inicial y final
F x 10 3 + E x 10 2 + D x 10 +E = 65246
Capacidad = 65246 x 12 / 8 =97869 bytes
DIR inicial: 0000
DIR final: FEDD
3. La sgte unidad de memoria se especifica por el numero de palabra por el numero de bits por palabra
cuantas líneas del bus de direcciones y el numero de bytes que tiene es 48 millones por 32
48 x 10 6 ≈ 2 26
nº de bus de direcciones = 26
Capacidad = 48 x 10 6 x 32 / 8 = 192 x 10 6
4.
El manual de propietario de cierta computadora personal afirma que la dirección máxima es FEDC y
tiene localidades de memoria no utilizables en las siguientes direcciones hexadecimales de 1DCE a la
4EFC y de la 6EFD a la EFCA. Determinar el número total en decimal de posiciones de memoria
utilizables.
FEDC = 65244
EFCA = 61386
65244-61386 = 3858
6EFD = 28413
4EFC = 20220
28413-20220 = 8193
1DCE = 7630
7630-1 = 7629
Rpta: 3858 + 8193 + 7629 = 19680
Ciclos De Instrucción: Secuencia de pasos que son controladas por una señal de reloj.
Ej.: en MP 6800 Motorola
_
Ф1
1
_
2
5_
|
|
_
6
_ _ _ _ _
7 _8 _
_3 _
4
Ф2
_ _ _ __
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 CICLO
|
|
|
|
2 CICLO
Fases de una Instrucción:
•
•
•
Captación del Código de Operación (Primer Ciclo) : Lectura de la instrucción desde la memoria
Descodificación e Interpretación de la instrucción(Primer Ciclo): Selección de las posiciones de la
memoria ROM
Ejecución de la Instrucción(Segundo Ciclo): Realiza la operación que exige la instrucción
4
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Primer ciclo:
1. El microprocesador sitúa en el bus de direcciones , la dirección de memoria de la instrucción
2. Incrementa el contador del programa (PC) en una unidad
3. A través de la señal de lectura el código pasa al bus de datos
4. Transfiere el código al acumulador, pasa al registro de instrucciones
Segundo ciclo:
5. Sitúa en el bus de direcciones el dato , la dirección d la PC
6. La PC se incrementa en una unidad
7. Se lleva al bus de datos el dato por la señal de lectura
8. Lleva al acumulador el dato
Tipos de formato de palabra:
Formato de un solo operando:
MEMORIA
Código de operación
CPU
Dirección del operando
Unidad de Control
......
Unidad Operativa
Operando
Registro
Operando
Bus de direcciones
Acumulador
Resultado
Bus de datos e Instrucciones
Formato de dos operandos:
MEMORIA
Códig de operac.
Direcc. operd 1
CPU
Direcc. Operd 2
......
Unidad de Control
Unidad Operativa
Operando 1
Registro
......
Operando 1
Operando 2
Operando 2
Acumulador
Resultado
Formato de de dos operandos en Supercomputadoras:
MEMORIA
Códig de operac.
Direcc. operd 1
Direcc. operd 2
......
CPU
Direcc. result
Unidad de Control
Unidad Operativa
Operando 1
Registro
......
Operando 1
Operando 2
Operando 2
Resultado
Acumulador
Resultado
5
Arquitectura de Computadoras
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Formato de Múltiples Bytes: Aparece con la microcomputadora XT; la palabra de instrucción no es
almacenada totalmente en su posición de memoria por su pequeña longitud (64 Bits); Su bus de datos es
de 8 líneas.
Formato de 1 Byte: No requiere datos a operar no emplea operando, no almacena ningún tipo de
operando
Formato de 2 Byte: Ocupa 2 posiciones de memoria
MEMORIA
7
0
Código de operación
Dirección del operando
Formato de 3 Byte: La dirección del operando se divide en bits LSB (de menor significado) y
MSB (de mayor significado). Ej.: 10101100: bits LSB: 1010 y bits MSB: 1100
MEMORIA
7
0
Código de operación
Dirección del operando
BITS LSB
Dirección del operando
BITS MSB
......
Operando
Ejercicios:
1. Con un formato de instrucción con tres operandos y el microprocesador realiza 218 instrucciones
diferentes y un bus de direcciones que permite direccional 900000 posiciones, indicar los límites de
cada campo, la capacidad máxima en bytes y Hexadecimal y la dirección inicial y final en Hexadecimal.
218≈ 2 8 -> nº de bits del código
9 x 10 5 ≈ 2 20 -> nº de bits por instrucción = 20 bits
nº palabra = 68 bits
Capacidad: 9 x 10 5 x 68 /8 = 7650000
DIR inicial: 00000
DIR final: DBB9F
2. Al almacenarse en un formato de múltiples bytes en memoria y considerando a AB es el ultimo código
de operación y 4CDE la ultima dirección , determine el total bytes que almacena la memoria:
Rpta: 4CDE + 1 = 4CDF = 19679 bytes
3. En un formato de 2 operandos y considerando que el microprocesador realiza 87 operaciones diferentes
y tiene un bus de direcciones de 0.5Megas posiciones, indicar la cantidad de bits para cada parte del
formato y la capacidad de la memoria (numero de bytes) y las direcciones inicial y final en
Hexadecimal.
87= 1010111 tiene 7 bits = nº de bits que tiene el código de operación
0.5 Megas = 2 20 / 2 = 2 19 -> 19 líneas del bus de direcciones = nº de bits de la dirección del operando
7+ 19 + 19= 45 = nº de bits del bus de datos
45 / 8 = total de bytes por posición
Total de bytes de memoria = 2 19 x 45 / 8 = 2 949 120 bytes
DIR inicial: 00000
DIR final: 7FFF
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TIPOS DE INSTRUCCIONES DEL MICROPROCESADOR:
Cada microprocesador tiene su propio repertorio, pero todos tienen instrucciones comunes.
1. Instrucciones Aritméticas
ADD: suma
SUB: resta
MUL: producto
DIV: division
INC: incrementa en 1 BIT
NEG: negar complemento a 2
ADDC: suma con BIT de signo
SUBB: resta en BIT de signo
IMUL: producto en BIT de signo
IDIV:division en bit de signo
DEC: decrementa en 1 BIT
2. Instrucciones Lógicas
AND, NOT, XOR. OR.
3. Instrucciones de Transferencia: Traslada
memoria, registro del CPU y módulos
MOV: mueve datos de una posición a otra
Ej.:
Retorno de carro:
MOV DL, 0DH
MOV AH, 02
INT 21H
Avance de línea:
MOV DL, 0AH
MOV AH, 02
INT 21H
XCHG: intercambia datos de 2 posiciones.
IN, OUT
datos dentro de: registros del CPU , registro del CPU y
DL: registro especifico de 8 bits
02: función de impresora
INT: interrupción 21H: imprime avance de línea
4. Instrucciones de Salto o Bifurque : transfieren el control del programa a la dirección indicada , alterando
el contenido del PC
CONDICONAL: si cumplen una condición: JB, SI Z = 0
INCONDICIONAL: salta directamente a la dirección donde se encuentra la séte instrucción: JPM direcc.
5. Instrucción de Llamada de Sub. Programa: Sirve para llamar a un subprograma, luego ala dirección de
inicio y termina con la instrucción retirar( extrae de la memoria pila a la dirección de retorno)y cargarlo en
la PC regresando al programa principal
CONDICIONAL: CC, C = 1
INCONDICIONAL: CALL
6. Instrucción del empleo del Stack Pointer : Si el programa requiere almacenar datos o contenidos de
registro en la pila para luego extraerlos cuando el programa requiera
PUSH: ingresa información a al pila
POP: lee información de la pila
7. Instrucción de Entrada y Salida: transfiere información a los periféricos.
IN: del puerto de entrada al acumulador
OUT: del acumulador al puerto de salida
PROCESAMIENTO:
•
•
•
PARALELO: Ejecuta 2 instrucciones a la vez
ESCALAR: Ejecuta operaciones en serie
VECTORIAL
7
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INTERRUPCIONES:
Es una bifurcación o salto del programa principal a la ejecución de un subprograma, provocado por una señal
externa del microprocesador. Su procedimiento es similar a la llamada de subprograma, la dirección de retorno
también es almacenada en una memoria pila.
1. Interrupción No Vectorizada: Cuando la dirección de inicio de subprograma es guardada en una
posición de memoria.
2. Interrupción Vectorizada: La dirección de inicio de subprograma es proporcionada por el periférico.
Modos de Direccionamientos vectoriales:
• Direccionamiento Absoluto: La dirección de bifurcación es proporcionado por el periférico y lo
sitúa en el bus de direcciones.
• Direccionamiento Relativo: parte de la dirección es proporcionada por el periférico (situada en el
bus de datos) y la otra por el CPU.
• Direccionamiento Relativo Indirecto: El periférico proporciona una dirección relativa a una tabla
de direcciones de rutinas de tratamiento a través del direccionamiento indirecto, se accede a la
tabla y el PC tiene la dirección de la tabla.
Señales Vectoriales
_____
INT: Solicita una interrupción por el periférico
_______
INTA: Acepta INT, por el CPU
________
TEMP: Indica al periférico situé la dirección de inicio en el bus
3. Interrupción No Enmascarable: Siempre se realizan cuando son provocados.
4. Interrupción Enmascarable: Dependen del señalizador I (I =0 no hay interrupción, I =1 si hay
interrupción.)
LENGUAJE MAQUINA:
MENEMONICO CODG.
DEFINICION
DE
OPERAC.
ADD
6D
Suma el contenido del acumulador
con otro valor procedente de la
memoria, indicado en la instrucción
SUB
A2
Resta el contenido del acumulador
con otro valor procedente de la
memoria
STA
8A
Transfiere el resultado del
acumulador hacia una posición de
memoria
JPM
4C
Salta a una dirección de memoria
indicada en la instrucción de
manera incondicional
JPZ
76
Salta una posición de memoria
indicada en la instrucción, si
cumple una condición =0.
HLT
3F
Detiene la operación del programa
LDA
5B
Permite almacenar un valor en el
acumulador un dato procedente de
la memoria
8
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GENERACION DE COMPUTADORAS
I. GENERACION: (1938) Se construyó a base de válvulas al vacío, tenia poca duración; era muy grande
y solo hacia 4 operaciones aritméticas, consumía mucha potencia, disipaba mucho calor, tenia poca
duración, y muy costosa. La primera computadora fue la ENIAC (Electronic Numerica Integration An
Calculator): disponía de 18 mil válvulas, 70000 resistencias y 7500 interruptores, consumía 100KW de
potencia...El ingreso y salida de información mediante tarjetas perforadas.
Se hicieron modificaciones por Von Neumann y creó el modelo EDVAC (Electronic Discrete Variable
Automatic Computer): se programó en lenguaje maquina aplicando memoria programada; se utilizo por
primera vez la aritmética binaria, lo que simplificaba los circuitos electrónicos; memorias secundarias
como: cintas y tambores magnéticas.
De mayor éxito comercial fue la UNIVAC (Universal Automatic Computer)
La IBM lanza su primer modelo: SERIE 700
II. GENERACION: (1953) Se construyó a base de transistores, disipaba mucho calor, pero pequeñas y de
larga duración
El primer fue por IBM: SERIE7070, luego 7090, 7094, PDP-S. DEC
Aparece el lenguaje FORTRAN (de tipo científico), COBOL (orientado a negocios) y ACBOL; se
unieron y formaron: el lenguaje PL-L. Se difundió el procesamiento TIPO BATCH (ejecución
secuencial y automática de los programas del usuario).
III. GENERACION: (1963) Se construyó a base de circuitos integrados: SSI (Small Scale Integration) y
MSI (Médium Scale Integration ) de máximo de compuertas de 12 y 100 respectivamente (para sus
registros, contadores, codificadores, decodificadores, multiplexores y circuitos comparadores de
multiplexores)
La memoria se construyo a base de circuitos integrados, aparece la memoria CACHÉ como memoria
intermedia situada entre la memoria principal y la unidad de control, permitiendo aumentar la velocidad
de búsqueda de la instrucciones.
Aumenta el numero de interrupciones como consecuencia del aumento de periféricos en la maquina, y
se les asigna un nivel de prioridad
Aparece el Basic y el Pascal como lenguajes
Los sistemas operativos se estructuran bajo el sistema de la multiprogramación, que consiste en la
ejecución simultánea de varios segmentos de programa.
IV. GENERACION: (1972) Apareció el microprocesador de tecnología LSI (Large Scale Integration) de
1000 compuertas, el cual la unidad de control y la unidad operativa estaba contenido un solo circuito
integrado. Por primera vez apareció la microcomputadora
Se aumento la densidad de grabación de los medios magnéticos; se difundieron los lenguajes de alto
nivel que manejan datos escalares y vectoriales.
Se desarrollaron las supercomputadoras.
V. GENERACION: (1987) Apareció el circuito integrado VLSI (Very Large Scale Integration);
permitiendo la fabricación de dos tipos de maquinas:
• SUPERCOMPUTADORAS: Maquinas veloces y grandes; de gran capacidad de
almacenamiento y gran velocidad de procesamiento.
Se aplica en el control inteligente de trayectorias de robots, simulación de vehículos
espaciales, en el campo de la medicina.
Para aumentar la velocidad de procesamiento se emplea memorias a base de silicio y galio,
mayor hardware, emplear las memorias caché para el aumento de velocidad en la búsqueda de
instrucciones, emplear memoria virtual paginada, emplear sistema de multiprocesadores (mas
de 1 microprocesador), y emplear procesamiento paralelo.
• COMPUTADORAS CON FUNCIONES INTELIGENTES: Maquinas que procesan y
almacenan conocimientos , conjunto de datos relacionados ; dotados en inteligencia artificial,
manejan inteligentemente información almacenada en bases de datos; pueden aprender,
establecer un dialogo entre persona y maquina, y pueden tomar decisiones
La velocidad oscila entre 100 y 1000 millones de operaciones de deducción por segundo.
9
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
CLASIFICACION DE COMPUTADORAS
A. SUPERCOMPUTADORAS: Longitud de palabra de 64 bits, velocidad de 100 MEGAFLOPS-10
GIGAFLOPS (FLOPS: Floating Point Operation Per Second), emplea procesamiento paralelo.
Utilizado en el campo científico y de la ingeniería.
Los fabricantes: Cray y Nec.
B. MINISUPERCOMPUTADORAS: Aparece en inicio de los 80. Tiene una velocidad de 20-800
MEGAFLOPS.
Empleados en el campo científico y de la ingeniería.
C. MEGAMAINFRAMES: Aparece en mediados de los 80. Tiene hasta 4 procesadores, con una memoria
principal de 256 MB, emplea procesamiento escalar. Velocidad de 100 MIPS (Millions Intruction Per
Second).
Empleados en el campo científico y comercial.
D. MAINFRAMES: Tienen una velocidad de 3 -30 MIPS.
Empleados en el campo comercial.
E. SUPERMINICOMPUTADORAS: Tienen una longitud de palabra de 32 bits. Velocidad de 1-15 MIPS
Empleados en el campo científico y comercial
F. MINICOMPUTADORAS: Aparecen en los 80. Reemplazados por las microcomputadoras.
G. MICROCOMPUTADORAS: Tienen de 1 a varios procesadores.
• MICROCOMPUTADORA 80386 DX: Bus interno y externo de 32 bits. Capacidad de 4 GB. La
memoria se dividía en bloques de 640KB, lo que permitía trabajar con varios programas a la vez.
•
MICROCOMPUTADORA 80386 SX: Bus interno de 32 bits y externo de 16 bits.
•
MICROCOMPUTADORA 80486 DX: Bus interno y externo de 32bits. Capacidad de 64GB.
Incorporaba en el microprocesador un coprocesador matemático, para el procesamiento de hojas
de cálculo y una memoria caché de 8KB. Realiza en un solo ciclo de reloj varis instrucciones.
•
MICROCOMPUTADORA 80486 SX: Bus interno y externo de 32 bits.
•
MICROCOMPUTADORA 486 DX/2: Posee un reloj multiplicador de velocidad, la velocidad
entre microprocesador y periférico es el doble. Ej.: el microcomputador 80486 DX 2 /66:
significa que tiene un generador de 66MHz y envía información a través del bus externo de
33NHz.
MICROCOMPUTADORA 486 DX/4: Triplica la velocidad del microprocesador 486DX. Tiene
una memoria caché interna de 16KB.
•
•
MICROCOMPUTADORA PENTIUM: Tiene 3 unidades de ejecución. Ejecuta simultáneamente
2 instrucciones, ejecutadas en forma escalonada (PIPELINE).
10
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
ESTRUCTURA DE LA COMPUTADORA
ESQUEMA GENERAL
Memoria
principal
DATOS
Periférico de
salida
Unidad de
Control
BUS DE
DIRCCIONES
Instrucciones
RB
Periférico de
entrada
CPU
Unidad operativa
BUS DE DATOS E
INSTRUCC.
BUS DE CONTROL
Modulo
adaptador de
entrada y salida
RB
Pequeñas Partes:
BUSES O CONECTORES: Grupos de cables eléctricos que trasladan información binaria
BUS DE DIRECCIÓN: Es unidireccional parte de la unidad de control, exactamente del contador del
programa, traslada direcciones de las posiciones de memoria y de los módulos o puertos
BUS DE DATOS E INSTRUCCIONES: es bidireccional, transfiere datos e instrucciones
BUS DE CONTROL: traslada señales de control y sincronización
Registro: Circuito formado por un conjunto de celdas, donde cada celda representa un digito binario
Rango de valores (en complemento a 2) en un registro: -2k →2k -1 donde k = nº de celdas -1
Registro Buffer:(RB) Circuito electrónico que almacena información y lo transfiere a otro
componente.
Solo 2 componentes se conectan. El propósito de enlace de comunicación es resolver diferencia entre
CPU y periférico.
B
U
S
D
E
D
A
T
O
S
MICROPROCESADOR
RB
MEMORIA
RB
PUERO DE
ENTRADA
RB
PUERTO DE
SALIDA
RB
11
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
Periférico: dispositivo electrónico, cuyo modo de operación, formato de datos y
transferencia (lenta) es diferente al CPU
velocidad de
Decodificador: tiene n entradas y 2n salidas
A2
A1
A0
D
E
C
O
D
I
F
I
C
A
D
O
R
S0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
Codificador: Tiene n entradas y puede tener una salida. I la salida es 1, esta en nivel alto y si es 0, esta
en nivel bajo.
Multiplexores: tiene 2n líneas de entrada, 1 salida y n líneas de selección, sirve para transmitir la
mitad de la dirección, luego la otra mitad.
Detector de error: Detecta errores en la transmisión de información: ruidos, provocados por las líneas
de alta tensión, fenómenos atmosféricos.
CODIGO DE DETECCION DE ERROR
GENERADOR
VERIFICADOR
GENERADOR
PAR
IMPAR
Cantidad de “1”
sea par
Cantidad de “1”
sea impar
—
—
A D B = A .B + B .A
CORRECTO
INCORRECTO
VERIFICADOR
0
1
———
A
D
— —
B = A .B + B .A
12
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
Ejercicio: Diseñar un circuito detector de error de paridad par para un mensaje de 4 variables: w, x, y, z.
w
x
y
z
Gp
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
w x
y
z
Gp Vp
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
_ _ _
_ _
_
__ _ __
__
_ _ _
_
_
_
Gp = w.x.y.z + w.x.y.z + w.x.y.z + w.x.y.z + w.x.y.z + w.x.y.z + w.x.y.z + w.x.y.z
__ __ __
__
__
_ _
__ _ __
__
_
Gp = w.x.( y.z + y.z ) + w.x. ( y.z + y.z ) + w.x. ( y.z + y.z ) + w.x. ( y.z +y.z )
__ __
__
_______
__
_______
Gp = w.x. ( y D z) + w.x. (y D z) + w.x. (y D z) + w.x. (y D z)
13
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
Grandes partes:
MEMORIA
1. CARACTERISTICAS:
•
PERMANENCIA O DURACION DE INFORMACION: Duración del almacenamiento de
información en la memoria
•
MODOS DE ACCESO:
- Por Palabra: transmite en cada lectura y/o escritura una palabra de memoria
- Por Bloque: Transmite en cada lectura y/o escritura un bloque de información.
•
TIEMPO DE ACCESO: Tiempo que tarda la memoria en realizar una operación de lectura y/o
escritura. Se mide en ms, ns, us.
•
CAPACIDAD O TAMAÑO: cantidad de información que se almacena
2. ELEMENTOS:
•
MEDIO: es la celda (as).
•
TRANSDUCTOR: o Cabezal.:
- Transductor de Lectura: Recoge el estado lógico (1 o 0), almacenándolo en el medio.
- Transductor de Escritura: Proporciona la energía necesaria para almacenar un estado
lógico (1 o0)
- Transductor Independiente: La información esta frente al transductor. Las memorias
que presentan se llaman memorias dinámicas.
- Transductor Unido: Se une mediante un(os) cable(s) a la información.
•
MECANISMO DE DIRECCIONAMIENTO: permite ubicar al medio donde se llevara la
operación de lectura y/o escritura. Las memorias que presentan esto se llaman memorias
estáticas.
3. SEÑALES Y TERMINALES :
____
CS
: Chip Select (activa del CI)
____
CE
: Chip Enable (habilitación del CI)
____
OE
: Out Put Enable (activa las salidas)
____
WE
: Write Enable (realiza operación de escritura)
_____
RAS: Row Address Strobe (activa las filas de la memoria RAM)
______
CAS: Column Address Strobe (activa las columnas de la memoria RAM)
4. TIPOS DE MODULOS DE MEMORIA
Modulo: Circuito donde se instalan los circuitos de las memorias
- SIMM: (Single In Module Memory)De contactos de cobre para conectar sócalos
- SIPP: (Single In Pin Package)De pines
14
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
5. NIVELES JERARQUICOS :
COSTO
CAPACIDAD
TIEMPO DE ACCESO
TIEMPO DE ACCESO
6. TIPOS:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
MEMORIA CAHE: Presenta 2 bancos: banco0 y banco1; formado cada uno por 4 sócalos para
4 circuito integrados de tipo DIP (dos filas por pines), formando capacidades desde 16 KB a
256KB, de acceso aleatorio con un tiempo de acceso de 20-200ns, a base de semiconductores;
realiza operaciones de Lectura y Escritura.
MEMORIA PRINCIPAL: De acceso aleatorio , con un tiempo de acceso de 200-2 us; con
capacidad desde 120KB – 100MB; a base de semiconductores; realiza operaciones de lectura y
escritura
MEMORIA AUXILIAR: Lenta en velocidad, pero de gran capacidad
MEMORIAS INTERMEDIAS: De acceso aleatorio o secuencial o híbridas( aleatorio y
secuencial a la vez); el tiempo de acceso expresado en ms; con capacidad de 10GB
MEMORIAS VOLATILES: Mantiene información cuando hay fuente de alimentación
MEMORIA DE LECTURA DESTRUCTIVA: se pierde información sino se regraba
MEMORIA DE REFRESCO: Almacena información por cierto tiempo; sino se regraba cada
cierto tiempo.
MEMORIA RAM: (Random Access Memory) Presenta dos bancos: banco 0 y banco 1;
formado cada uno por cuatro sócalos de conexión donde se instalan 4 módulos de memoria de
tipo SIMM, de 9 circuitos integrados formando una capacidad hasta 32 MB; ubica la posición de
memoria directamente si pasar por las posiciones anteriores, de escritura y lectura, de tipo volátil
se pierde la información si fuente de alimentación
-
Memoria Dinámica: De pequeña capacidad. Acceso por palabra, tiene transductor
independiente; a base de condensadores (carga =1, descarga =0).
-
Memoria Estática: Acceso por palabra, tiene transductor unido; a base de transistores
(si conduce =0 (Transistor en saturación), si no conduce =1(transistor en corte)).El
almacenamiento de la información es mediante carga y descarga.
-
Cmos Ram: Almacena permanentemente los parámetros de los periféricos conectados
al sistema, si se apaga se alimenta de una batería de 3.6 voltios
MEMORIAS PERMANENTES: Almacena información de manera permanente. Puede ser
grabada la información cuando se fabrica o mediante grabado destructivo (información
regrabada y borrada) o permanentemente (grabada una sola vez).De acceso por palabra.
-
Memorias no programables
ROM: (Read Only Memory) Grabado por el fabricante, la información es grabada
permanentemente de acceso secuencial, más lento en velocidad pero de gran
almacenamiento; emplea convertidor de códigos como generador de caracteres y
funciones lógicas, almacena el BIOS y las microinstrucciones.
ROM BIOS: Guarda permanentemente el programa Bios (Basic Imput Ouput Sistem),
programado por el fabricante; verifica el estado del funcionamiento de los periféricos
controlando el software y el hardware de expansión (tarjetas controladoras de
periféricos)
15
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
-
Memorias Programables:
PROM (Programable Read Only Memory): Formado por matriz de fusibles, se abren
o funden cuando se le aplica corriente (fusible intacto =1, fusible abierto =0); grabado
una sola vez (por fabricante o no).
Para programar la memoria se le aplica una dirección a la posición deseada y luego se
le aplica corriente eléctrica a las entradas deseadas.
VPP
BUS DE
DIRECC.
BUS DE
DATOS
2716
2KB
____ ____
CS OE
____
____
OE
LECTURA
0
ESCRITURA 0
CS
0
1
VPP
5V
25V
EPROM (Erasable Programable Read Only Memory): Construida con transistores y
condensadores, los transistores determinan el estado lógico, existen programas que
permiten grabar información .Es grabada o borrada repetidas veces. Presenta un cuarzo
sensible a los rayos ultravioleta, así cuando se incide por 15 min. La información se
borra, si se desea evitarlo se cubre la ventana con una cintilla negra.
EEPROM (Electric Erasable Programable Read Only Memory): Tiene grabado
destructivo. Para grabarla hay que darle voltajes; son eléctricamente borrables.
____
WE
BUS DE
DIRECC.
BUS DE
DATOS
X2816
2KB
____ ____
CS OE
____
____
____
OE
LECTURA
0
ESCRITURA 0
CS
0
1
WE
1
0
7. CONSTRUCCION DE UN SISTEMA DE MEMORIA:
Capacidad de memoria de: a x b con circuitos de c x d
a = Nº posiciones de memoria y b = nº de bits de posiciones
a * b / 8 = nº de Bytes
RAM
nº de filas = a/c
_
nº de columnas = b/d
BUS DE
BUS DE
CS
DIRECC.
DATOS
16
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
MEMORIA PRINCIPAL:
Se almacena en forma binaria: los datos a procesar, resultados obtenidos, código binario de instrucciones que
debe ejecutar el CPU.
A base de semiconductores o circuitos integrados en placas.
Realiza dos tipos de operaciones: Lectura y escritura; para ambas se requiere: una posición de memoria y una
señal de control trasladada por el bus de control
En la operación de LECTURA la información se extrae desde la posición de memoria seleccionada, después
por el bus de datos e instrucciones.
En la operación e ESCRITURA la información se almacena en la posición seleccionada y es trasladada por el
bus de datos y proviene del modulo de entrada o desde el CPU
Formado por dos tipos de memoria: RAM y ROM
MEMORIA PRINCIPAL
Memoria
principal
CPU
REGISTRO DE
DIRECCIONES
UNIDAD DE
CONTROL
DECODIFICADOR
DE DIRECCIONES
MATRIZ DE MEMORIA
DIR
CONTENIDO
UNIDAD
OPERATIVA
OOOO
11111
REGISTRO DE
DATOS E
INSTRUCCIONES
17
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
DECODIFICADOR DE DIRECCIONES
LINEAS DE
SELECCIÓN DE
POSICION DE
MEMORIA
n
SALIDAS = 2
DECODIFICADOR
n ENTRADAS
ENTARADAS
A2
A1
SALIDAS
A0
S 0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7
0
0
0
0
0
1
0
1
0
………………….
ALTO
+
*
0
+
* * *
*
+ * *
*
* + *
……………….
BAJO
1
0
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
*
A. B
AND
0
1
A+B
XOR
1
—
A
REGISTRO BUFFER:
La dirección de la posición seleccionada se aplica a un circuito decodificador, se selecciona una posición de
memoria se conecta el bus de datos a través del registro buffer; la selección de operación se realiza activando
una de las entradas R o W activando:
___
R / W: O = escritura y 1= lectura
BUS DE
DATOS
__
R/W
Posiciones
O
D
E
C
O
D
I
F
I
C
D
O
R
BUS
DE
DIR.
18
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
FUNCIONAMIENTO DE LA MEMORIA PILA:
Memoria pila: Zona reservada de la memoria de datos, almacena direcciones de retorno cuando hay
subprograma, almacena datos, contenidos de registros en forma temporal.
SS: (Stack Segment) Registro que almacena la dirección del segmento de pila
SP:(Stack Pointer) Registro de 16 bits que siempre apunta ala ultima posición en la cual ingresa información, se
decrementa en 1 por cada byte que ingresa, se incrementa en 1 por cada byte que se extrae.
Al programar el puntero de pila se determina el tamaño de la pila:
Definición de Pila en Programa
Pila Segment Stack
nombre DB
m DUP (?)
Pila ends
posiciones reservadas que no tiene información
Definicion de byte: direcc. para reservar mem.
# posiciones de pila en hexad.(H)
repiticion
Temporalmente el microprocesador almacena la dirección de retorno (dirección cuando termina el
subprograma) alto a la dirección inicial del subprograma, se ejecuta, el microprocesador extrae de la pila la
dirección de retorno al programa y continua su ejecución
MEMORIA
X
MEMORIA PILA
Código de Llamada
de Subprograma
CALL (CD)
…..
…..
X +1
Dirección de (Z)
CONTIENE
X + 2 Inicio de
subprograma (Y)
X +3
…..
X+3
…..
YZ
Inicio de
subprograma
…..
PC
X +3 sin llamar al subprograma ó YZ
al final del llamado al subprograma
Subprograma
Código de
operación de fin de
Subprograma
RET (C9)
19
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
Ejercicios:
5. Determinar el valor de los registros AX SP y la información que almacena la pila después de la
ejecución de la siguiente instrucción POP AX
AX: CD3B
PILA
Rspta:
3B
SP: = n- 2
CD
PILA: 60, AB
60
AB
6. En la parte superior de la pila contiene 5ª y el sgte byte hacia debajo de la pila es 14, el indicador de la
pila contiene 3A56, una instrucción de llamada de subrutina a la posición 67AE de la memoria esta
localizada en la dirección 013F. Llenar el cuadro:
1. Después de que la instrucción de la llamada sea ejecutada
2. Después del regreso de la subrutina
SP
PC
PILA
3A54 67AE 42,01,5A,14
3A56 0142 5A,14
PC
013F
0140
0141
MEMORIA
67AE
PILA
CALL
3A54
42
AE
3A55
01
67
3A56
0142
…….
SP
3A57
…..
……
5A
14
SUBRUTINA
…..
MODOS DE DIRECCIONAMIENTO DE LA MEMORIA PRINCIPAL:
Diferentes formas que emplean las instrucciones de la memoria principal para ubicar los operandos (que operan
la instrucción) en la memoria.
1. Direccionamiento Inmediato: A continuación del código de operación esta almacenado el valor inmediato.
MEMORIA
Código de operación
Valor inmediato
20
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
2. Direccionamiento Directo: A continuación del código de operación se almacena una dirección efectiva en
donde se encuentra la dirección del operando.
MEMORIA
Código de operación
Dirección
(a)
Intermedia
(b)
......
ba
Operando
3. Direccionamiento Indirecto: A continuación y en el sgte. Del código de operación esta almacenada la
dirección intermedia que contiene la dirección de la dirección efectiva.
MEMORIA
Código de operación
Dirección
(a)
Intermedia
(b)
......
ba
Dirección
ba + 1 Efectiva
(c)
(d)
......
dc
Operando
4. Direccionamiento Relativo: A continuación del código de operación se almacena un valor que se adiciona
al PC
MEMORIA
x
Código de operación
y
PC
valor
......
x
X + valor Operando
5. Direccionamiento Indicado o por Registro Índice: Emplea un registro índice SI o DI, que se le suma un
valor que esta a continuación del código de operación para obtener la dirección efectiva donde esta almacenada
la dirección del operando.
6. Direccionamiento Por Registro: Emplea un registro del CPU para almacenar direcciones de memoria,
donde se almacenan los operandos.
21
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
CPU
UNIDAD DE CONTROL
Interpreta instrucciones que vienen de la memoria.
El código binario de instrucción se almacena en el registro de instrucciones, luego se transfiere al decodificador
y se selecciona una posición de la memoria ROM , almacenadas aquí las microinstrucciones, se transfiere las
posiciones seleccionadas al secuenciador y este los convierte en señale s de control.
Contador Del Programa (PC): Cuenta las posiciones de memoria y de los módulos, almacena las direcciones;
cada pulso de reloj se aumenta en 1, pero puede ser alterado por una instrucción de salto bifurque o de llamada
a subprograma o interrupción. . Hecho de circuitos FLIO FLOP (1 o 0)
Secuenciador o generador de pulsos: Convierte los códigos binarios en señales de control.
Microinstrucciones: Son códigos binarios que representan señales de control
UNIDAD DE CONTROL
CONTADOR DE
PROGRAMA
(PC)
BUS DE
DIRCCIONES
SECUENCIADOR O
GENERADOR DE
PULSOS
SEÑALES DE
CONTROL
MEMORIA ROM DE CONTROL
MICROINSTRUCCIONES
DECODIFICADOR DE INSTRUCCIONES
REGISTRO DE INSTRUCCIONES
BUS DE DATOS E
INSTRUCCIONES
Señales de control: Controlan los pasos elementales en que se compone la instrucción; son enviadas a las
partes de la maquina que van a participar en la ejecución de la instrucción
-
SEÑAL DE LECTURA(READ) : Ocurre en el modulo desde un periférico, el modulo recibe una
dirección y una señal de lectura desde el contador del programa y lo lleva al CPU
SEÑAL DE ESCRITURA (WRITE): Ocurre en el modulo, sale del CPU, recibe una dirección y una
señal de escritura y lo lleva el periférico de salida.
SEÑAL DE RELOJ: Impulso eléctrico que sale del cpu para sincronizar las otras partes de la maquina:
_|—|_.
22
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
1 Ф1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
…
20
BUS DE
DATOS
M
I
C
R
O
P
R
O
C
E
S
A
D
O
R
40
…
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
2 Ф2
____
3R/W
_____________
4 RESET IN
_______________
5 RESET OUT
6 HOLD
BUS DE
DIRECCIONES
7 HOLDA
8 READY
BUS DE
CONTROL
_______
9 INT
_______
10 INTA
11 ENTRADA DATOS SERIE
5v
12 SALIDA DE DATOS SERIE
0v
13-20 BUS DE DATOS
21 X2
22 X1
Ф1, Ф2: Trasladan señales de reloj generadas pro circuito generador de reloj interno de l microprocesador,
hacia las partes de la maquina
_________
_ _ _ _ _
_ _ _ _
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф1 controla los eventos que suceden en el microprocesador.
|
Ф2 controla los eventos que suceden en los dispositivos al MP.
|
|
____
R / W : traslada señal de lectura o escritura hacia la memoria o al modulo
_____________
RESET IN: inicializa o resetea los contenidos de los registro del CPU
_______________
_____________
RESET OUT: acepta el estado RESET IN y comunica a todas las partes de este estado
HOLD: es una petición del bus del sistema (bus de direcciones, bus de control y bus de datos e instrucciones)
por el CONTROLADOR DMA (acceso directo a memoria).
HOLDA: Aceptación de HOLD, el microprocesador queda en estado de alta imperanza, DMA tomo el control
del bus.
READY: Se activa cuando la memoria envíe información, sincroniza el microprocesador y memoria. Permite
sincronizarse con memorias lentas
______
INT: viene del periférico de entrada se interrumpe el microprocesador y se ejecuta un subprograma o
interrupción.
_______
______
INTA: señal de respuesta de INT
ENTRADA DATOS SERIE y SALIDA DE DATOS SERIE: de BIT en BIT
X2 y X1: sirven para conectar un circuito cristal que controla la secuencia del generador de reloj
23
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
UNIDAD OPERATIVA
Realiza operaciones aritméticas y lógicas con los datos del programa; si son complejas descomponen en pasos
elementales.
Banco de Registros: Son en numero 8 o 16. Almacena datos a ser procesados.
Operador: Circuito electrónico que realiza operaciones aritméticas y lógicas (ALU).
Acumulador: Registro que almacena el resultado de la operación, obtenido por el operador, e información de
operaciones intermedias.
Registro de Estado: Conjunto de señalizadotes o indicadores o FLAGS o banderas o circuitos biestables o
FLIP FLOP. Son 9.Muestra características del estado del resultado ejecutado por el operador
V:
indica si hay desbordamiento
Z:
indica el valor del resultado (0 o 1)
C:
indica el carry
S:
indica el signo
I:
indica si permite (1) o no (0) la interrupción
D:
indica direcciones, se emplea en instrucciones de manipulación de cadenas
T:
indica si se produce la interrupción para correr un programa paso a paso
P:
indica la paridad: 1 si es par y 0 si es impar
AC: indica el cuarto BIT
UNIDAD OPERATIVA
BANCO
LINEAS DE
SELECCIÓN DE
OPERACION
OPERADOR
DE
Z
REGISTROS
C3
C4
C
0
OPERANDO B
ALU
S3 S2 S1 S0
S
V
1
S
REGISTRO DE
ESTADO
OPERANDO A
Z
V
ACUMULADOR
BUS DE DATOS E
INSTRUCCIONES
V
C
HAY
DESBORDAMIENTO
NO HAY
DESBORDAMIENTO
Z
C
RESULTADO TIENE
0
CARRY
RESULTADO NO TIENE
1
CARRY
S
RESULTADO
NEGATIVO
RESULTADO
POSITIVO
24
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
SUMADOR
B0
A0
RESTADOR
E0
D0
Sumador de 1 BIT
A+B
C1
C0
CARRY DE
ENTRADA
CARRY DE
SALIDA
Restador de 1 BIT
D-E
B1
B
PRESTAMO
DE SALIDA
S1
ENTRADAS
A0 B0 C0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
C1
ENTRADAS
D0 E0 B0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
S1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
B
PRESTAMO
DE
ENTRADA
R1
SALIDAS
B0
SALIDAS
B1 R1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
R1 = 2 B1 + DO – E0 –B0
REGISTRO BUFFER
DBIN
DBOUT
BUS DE
DATOS
S1
0
1
0
S0
1
0
0
S0
S1
HOLDA
0
SALIDA AL BUS DE DX
0
ENTRADA DEL BUS DE DX
1
ESTADO DE ALTA IMPER.
HOLDA
25
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
ARQUITECTURA DEL MICROPROCESADOR
BIU
MICROPROCESADOR
EU
Posee dos procesadores:
BIU: Unidad de Interfaz de Bus
Funciones:
•
Almacenar en cola las instrucciones procedentes de la memoria
•
Controla el bus del sistema en la transferencia de información entre la EU y la memoria o entre la
EU y los módulos
•
Genera direcciones de las posiciones de memoria y de los módulos
EU: Unidad de ejecución
Funciones:
•
Recibe los código de las instrucciones procedentes de la cola, interpretarlos y ejecutarlos
CLASIFICACION DE LOS REGISTROS:
DS
REGISTROS
SEGMENTOS
CS
COLA
BIU
SS
ES
ALU
IP
AX
BX
REGISTROS
GENERALES
ALU
CX
DX
15…….….0
SI
DI
SP
EU
REGISTROS
PUNTEROS O DE
DESPLAZAMIENTO
BP
REGISTROS
DE ESTADOS
26
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
MODULO ADAPTADOR DE ENTRADA Y SALIDA
Llamado también Tarjeta Controladora de periféricos o interfaz. Dispositivo electrónico que permite la
transferencia de información entre periférico y computadora (CPU y Memoria), adaptando la información al
formato adecuado que acepta el periférico o CPU. Se activa cuando el bus de direcciones traslada dirección y
responde a esta como una posición de memoria.
Por indicación exterior del periférico de entrada y salida se genera un código ASCII, el cual es aceptado y
decodificado por el modulo del periférico, adaptando el formato que acepta l CPU.
Se realiza dos operaciones: de lectura (Read) y escritura (Write) en ambas se requieren una dirección y una
señal de R/W.
Lectura: La dirección es aplicada a un circuito decodificador que genera una salida, esta con la señal de
lectura se aplica AND y genera una salida que activa alas compuertas de tres estados del registro buffer,
permitiendo el ingreso de información.
Escritura: La información sale del interior de la maquina hacia el periférico de salida, a través del registro
buffer.
BUS DE DATOS
MODULO
ADAPTADOR DE
ENTRADA Y
SALIDA
PERIFERICO
DE SALIDA
BUS DE
DIRECCIONES
BUS DE
CONTROL
PERIFERICO
DE ENTRADA
REGISTRO BUFFER
PERIFERICO DE ENTRADA
RB DE
ENTRADA
D
E
C
O
D
I
F
I
C
A
D
O
R
BUS DE
DATOS
RB DE
SALIDA
ESTADO CERO
ESTADO UNO
ESTADO DE ALTA
IMPERANZA
ENTRADA
0
1
0, 1
PERMISO
1
1
0
BUS DE
DIR.
PERMISO =1
WRITE =0 entrada
1 salida
PERIFERICO DE SALIDA
ESTADOS
READ =1 entrada
0 salida
PERMISO =1
SALIDA
0
1
Z
27
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
CONTROLADOR DMA
DMA: Acceso directo a memoria. Controla la transferencia de información entre la memoria y el dispositivo de
almacenamiento sin participación del microprocesador.
CONTROLADOR DMA: Controla la operación de lectura y escritura. Proporciona la dirección para la
memoria.
ESTRUCTURA DEL CONTROLADOR DMA
BUS DE DIRECCIONES
BUS DE DATOS
ACOPLADORES DEL
BUS DE DIRECCIONES
ACOPLADORES
DEL BUS DE DATOS
REGISTRO DE
DIRECCIONAMIENTO
DS
REGISTRÓ DE CUENTA
DE BYTES
RS: RS1 y RS2
RD
WR
BR
LOGICA
REGISTRO DE
CONTROL
DE
CONTROL
RG
SOLICITUD DMA
DISPOSITIVO DE E/S
INT
RECONOCIMIENTO DMA
TRANSFERENCIA DMA EN UN SISTEMA CON MICROCOMPUTADORA
28
Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
INT
BG
BR
RAM
MICROPROCESADOR
BUS DE BUS DE
RD WR DIRCC. DATOS
RD WR
BUS DE BUS DE
DIRCC. DATOS
CONTROL DE LECTURA
CONTROL DE ESCRITURA
BUS DE DIRECCIONES
BUS DE DATOS
BUS DE BUS DE
RD WR DIRCC. DATOS
DETECTOR DE
DIRECCIONES
DS
RS
CONTROLADOR DMA
INT
BG
BR
RECONOCIMIENTO DMA
SOLICITUD DMA
R/W
BUS DE DATOS
DISPOSITIVO DE
ALMACENAMIENTO
DS: Selección DMA
RS: Selección de registros
BR: Solicitud del bus = HOLD. Del DMA al microprocesador
BG: Cesión del bus =HOLDA .Del microprocesador al DMA
RD: Lectura. Es bidireccional. . WR: Escritura. Es bidireccional
INT: Interrupción. Se activa cuando ha terminado la transferencia, el DMA lo envía al microprocesador y este
toma el bus del sistema.
El DMA se comunica con el periférico externo mediante líneas: SOLICITUD y RECONOCIMIENTO
SOLICITUD DMA: se activa por el dispositivo cuando solicita la transferencia DMA.
RECONOCIMIENTO DMA: El DMA informa al periférico que la petición del canal fue aceptada por el
CPU, cuando lo recibe coloca bytes en el bus de datos (escritura) o recibe (lectura)
El DMA presenta Registros para la comunicación dispositivo – memoria
REGISTRO DE DIRECCIONAMIENTO: Contiene una dirección para especificar la localidad en la
memoria. Sea incrementa después de cada palabra que se transfiere a la memoria... El DMA pone el valor
de su registro de direccionamiento dentro del bus de direcciones.
REGISTRO DE CUENTA DE BYTES: Contiene la cantidad de bytes a transferir. Se decrementa en uno
con cada transferencia de Bytes. Si el número de bytes llega a cero, el DMA detiene la transferencia e
informa al microprocesador de la terminación mediante una interrupción luego lee el contenido del registro.
Si el número de bytes no llega a cero el DMA comprueba la línea de SOLICITUD.
REGISTRO DE CONTROL: Especifica el modo de transferencia (RD / WR)
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Transferencia y habilitación de entradas:
. RD y WR líneas de entrada cuando BG =0 y salida cuando BG =1 para especificar la
operación., el DMA activa RD o WR, lo envía al dispositivo o a la RAM
. BG =0: El microprocesador se comunica con los registros del DMA por el bus de datos para
leer o escribir en los registros DMA cuando se habilita el DS y RS.
. BG =1: El microprocesador entrega el bus del sistema al DMA, el CPU queda en estado de
alta impedancia; el DMA se comunica con la memoria para especificar la dirección en el bus
de direcciones y activar RD o WR
. BR =0: Detiene la transferencia DMA- memoria.
. BR =1: Se activa luego de la SOLICITUD DMA para que el microprocesador ceda los
canales. Hay transferencia entre el microprocesador y el DMA
. INT =1: Termina la transferencia DMA
El microprocesador inicializa el DMA al enviar al bus de datos:
. Dirección inicial de la memoria para leer o escribir en el Registro de Direccionamiento
. El numero de bytes del bloque de memoria en el Registro de Cuenta de bytes
. Un control para especificar el modo de transferencia: escritura o lectura en el Registro de
Control
El DMA puede estar conectado a varios periféricos, tiene varios canales y atiende primero al de mayor
prioridad
La transferencia de datos entre el dispositivo de almacenamiento rápido y la memoria esta limitada por la
velocidad del CPU.
PERIFERICOS
Dispositivo electrónico mecánico que introduce o extrae información a la maquina para ser procesada u obtener
resultados en el procesamiento.
OTROS
PERIFERICOS DE
ENTRADA
IMPRESORA
OTROS
PERIFERICOS
DE SALIDA
OTROS
PERIFERICOS
DE E/S
UNIDADES DE
DISCO DURO
CPU
UNIDADES DE
DISCO FLEXIBLE
MONITOR
MOUSE
TECLADO
Clasificación de los periféricos:
A. De acuerdo a su Localización
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1. Periféricos Locales: Aquellos que se encuentran situados cerca del cpu, su conexión es a través
de cableado, prolongación de su bus interno.
2. Periféricos Remotos: Aquellos que se encuentran a distancia del cpu en lugares adecuados
donde se encuentra el usuario, la conexión es a través de líneas telefónicas, o telegráficas u otros
tipos de enlace a estos periféricos se les llama Terminales Teleproceso.
B. De acuerdo a su Función
1. Periféricos de Entrada: Introducen información para ser procesado por el cpu.
. Censores ópticos
. Lectora de marcas ópticas
. Cámaras de televisión
. Reconocedores de voz
. Mouse
. Teclado
2. Periféricos de Salida: Visualizan los resultados obtenidos en el procesamiento por el cpu.
. Trazadores gráficos o plotters
. Sintetizadores de voz
. Impresora
. Monitor
3. Periféricos de Entrada y Salida: Introducen o extraen información del microprocesador.
. Terminal teclado-pantalla
. Unidades de disco duro o Hard Disk
. Unidades de disco flexible o Floppy Disk
. Unidades de Cintas Magnéticas
MONITOR:
Pantalla fabricada por puntos o píxeles, se activa (iluminado) y se desactiva durante el barrido del haz de
electrones, que se distinguen en color y brillo: A mayor píxeles mayor nitidez y a menor tamaño del punto
mayor nitidez de la imagen (0.28nm).
La imagen en la pantalla esta formada por un grupo de líneas horizontales, un haz de electrones barre cada línea
de izquierda a derecha, desde arriba (barrido horizontal); una vez barrido todas las líneas la señal de activación
se sitúa en off y el controlador del tubo de rayos catódicos genera una señal de sincronismo vertical; el haz de
electrones ahora va desde el final al borde superior.
Barrido: desplazamiento de los electrones por el largo de la pantalla.
Barrido Horizontal: Desplazamiento de electrones de manera horizontal. Numero de líneas por
segundo que envía la tarjeta.
Resolución: a x b
Frecuencia de refresco: c
Barrido horizontal: c x b Hz.
Barrido Vertical: o Frecuencia de Refresco. Desplazamiento de los electrones desde el final de la
última fila al inicio. Numero de veces que forma la pantalla por segundo. Tipos:
Entrelazada: Barre primero las líneas impares luego las pares
No Entrelazada: Barre todas las líneas
Resolución: Numero de filas y el numero de columnas la pantalla, representan a un carácter (modo texto) o un
píxel en el modo grafico
En forma horizontal presentan 80 caracteres RX =80 Resolución de Columna
En forma vertical presentan 25 caracteres RY =25 Resolución de Fila
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X
(0,0)
(RX -1,0)
.(X ,Y)
Y
(RX -1, RY-1)
(0, RY -1)
Existe una mascara perforada o rejilla de potencia, es la que evita que la mezcla de puntos.
Las señales de color y sincronización van por separado a diferencia del televisor.
Los monitores empleados en el diseño de programas asistidos por computadoras presentan una resolución: 1024
x 768 y 1024 x 1024
Pantalla IBM PC =Controlado por el circuito integrado 6845 (Motorola)
Modos de Funcionamiento de la Pantalla:
1. Modo Texto : Representan carácter alfanuméricos
2. Modo Grafico: Representa dibujos en general
Estructura de un Monitor TRC (Tubo Rayos Catódicos)
SEÑAL DE
SINCRONIZMO
HORIZONTAL
CTO DE
DEFLEXION
HORIZONTAL
AMPLIFICADORES DE
CONTROLADORA DE VIDEO
SEÑAL DE ROJO
HAZ DE ELECTRONES
SEÑAL DE VERDE
CAÑONES DE
ELECTRONES
SEÑAL DE AZUL
MATRIZ FLUORESCENTE
YUGO
REFLECTOR
SEÑAL DE
SINCRONIZMO
VERTICAL
CTO DE
DEFLEXION
VERTICAL
Estructura de una Tarjeta de Video Monocromática
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CANAL DE E/S O RANURA DE
EXPANSION
BUS DE DIRECCIONES
CONTROLADOR
6845
BUS DE DATOS
INF DE VIDEO
SINCRONIZMO HORIZONTAL
SINCRONIZMO VERTICAL REGISTRO
INTENSIDAD
CONECTOR JB
7424
MK 36000
MEMORIA ROM
MEMORIA RAM
ESTATICA 4KB
O MEMORIA DE
VIDEO
GENERADOR DE
CARACTERES CONVIERTE A
PUNTOS DE VIDEO
Conector JB
SEÑAL
PIN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
GND
___
___
___
___
INTENSIDAD
VIDEO
SINC. HORIZONTAL
SINC. VERTICAL
El conector tiene de 9-15 agujeros en 2 filas, el VGA tiene 15 agujeros en 3 filas.
Controlador TRC: este genera señales de sincronismo vertical y horizontal y las señales de barrido, determina
el tamaño y posición del cursor, lee datos de la memoria de video, seleccionándola y cuenta las direcciones.
El controlador 6845 genera las señales de sincronismo vertical y horizontal, estas señales determinan el lugar de
la pantalla debe aparecer el carácter. Por cada carácter que la tarjeta principal (mainboard) reciba le envía a la
tarjeta de video, esta recibe 2 bytes: 1 byte corresponde ala información de atributos: parpadeo, video normal,
video inverso alta intensidad, el otro byte corresponde al código ACII del carácter.
. La señal de sincronismo horizontal tienen una frecuencia de 1.75 KHz.
. La señal de sincronismo vertical tiene una frecuencia de 60 Hz
La señal de sincronismo horizontal: Sirve para desplazar un haz de electrones que sale de los cañones de
electrones cada vez que recibe un punto de video, los cañones envían un haz de electrones hacia el lugar
de la pantalla que la apunta el circuito de sincronismo horizontal haciendo que el píxel se ilumine, luego
la señal de sincronismo horizontal mueve el haz de electrones al siguiente píxel, si recibe un punto de
video este se ilumina. Este proceso continua hasta terminar la línea.
La señal de sincronismo vertical hace que el haz de electrones se desplace desde el final de la línea hasta
el comienzo de la sgte línea.
Tarjeta Grafica: Encargada de controlar la información que se muestra en la pantalla del monitor como la
modificación de los píxeles. La tarjeta grafica se encuentra conectada a una bus de expansión del ordenador
PCI o AGP y sirve de intermediaria entre el microprocesador y el monitor. Contiene una memoria RAM donde
se guardan los datos provenientes del microprocesador y que aparecen en la pantalla; esta memoria puede ser de
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tipo DRAM (como en la memoria principal) o VRAM (de doble puerto al microprocesador y al controlarla
duplica el ancho de banda) o SGRAM (optimizada para el registro buffer de video , menos veloz) o WRAM (de
doble puerto mas rápida que la VRAM) y además los circuitos necesarios para reproducir total o parcialmente
el contenido de la memoria en intervalos de periódicos de tiempo(50-70 v/c) y transformar en signos
secuenciales para el monitor. Tiene un generador de caracteres alfanuméricos: al código ASCII en puntos, un
decodificador de atributos: traduce el color, intensidad y subrayado y el controlador TRC. La matriz son los
caracteres formados, el modo de texto. Tipos:
• MDA (Monochrome Display Adapter) Tiene una resolución: 720 x 350. Matriz de 9 de ancho x 14 de
alto Una memoria de 4KB. Un color.
• CGA (Color Graphic Adapter) Tiene una resolución: 640 x 200. Matriz de 8 de ancho x 8 de alto.
Una memoria de 16KB. Colores: rojo verde azul.
• HGA o Hércules: Tiene una resolución de 720 x 348. Matriz de 14 de ancho x 9 de alto. Una
memoria de 64KB.
• EGA:(Enhaced Graphic Adapter) Tiene una resolución: 640 x 350. Matriz de 14 de ancho x 8 de alto.
Una memoria de 256KB. Transmite el color en forma digital. Se puede escoger 16 colores de una
paleta de 64 colores.
• MCGA (Multi Color Graphic Array): Lanzado por IBM en 1987 en modelo PS/2.
VESA: asociación de electrónicos de video.
TIPOS DE MONITORES:
• Monitores Composite: Una señal de video se compone señales de barrido horizontal y vertical van
con los datos de video. El conector era redondo.
• Monitores TTL: Monitores Monocromáticos: bien ámbar y negro, o verde y negro. La
comunicación entre la tarjeta grafica-monitor se realiza con señales digitales. La tarjeta grafica envía
dos informaciones: iluminación e intensidad del punto. Tarjetas: MDA, CGA; Hércules, EGA.
• Monitores RGB: Reciben señales TTL en color (Red Green Blue). La tarjeta envía 4 informaciones:
rojo, no rojo, azul, no azul, verde, no verde e intenso o no intenso, representándose hasta 16 colores.
Tarjetas: CGA, EGA.
• Monitores Analógicos: Reciben de la tarjeta grafica una señal analógica con valores de extensión
entre 0 y 0.7 voltios, la tarjeta limita el numero de colores que desee, transformando los colores en
tonos de grises. Tarjetas: VGA, SUPER VGA o XGA
• Monitores Multisync: o Multifrecuencias. Detectan y sincronizan cualquier tipo de frecuencia
desde 15-50KHz en barrido horizontal y 50-80Hz en barrido vertical. Tarjetas: CGA, EGA, SUPER
VGA.
• VGA: Tiene una resolución: 640 x 480. Matriz de 16 de ancho x 9 de alto. Una memoria de 256KB.
Transmite el color en forma analógica. Contiene un adaptador DAC que detecta al encenderse si es
color o monocromo, si es monocromo lo convierte a grises. Representa 256 colores de una paleta de
262 144 tonalidades
• SUPER VGA: Tiene una resolución: 600 x 800. Una memoria de 512KB.Amplia la memoria Rom.
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TECLADO:
Existen tres tipos de teclado: Teclado XT de 83 teclas (el procesador de teclado esta en el teclado), Teclado AT
de 83 teclas (el procesador de teclado esta en la placa base) y Teclado expandido de 102 o 105 teclas. Tipos de
teclado por las teclas:
* Teclado de Contacto
- Mecánico: Tiene interruptores individuales, donde se presiona se cierra el interruptor y pasa
corriente.
- Membrana: Tiene una membrana de goma, cuando se pulsa se une 2 pistas y pasa la corriente.
* Teclado Capacitivo: Teclado sobre una tarjeta de circuito impreso, se pulsa la tecla y se presiona un
condensador una señal eléctrica es detectada e interpretada por el procesador de teclado.
- Inalámbrico
- TrackBall
- Ergonómico
- De Funciones Especiales
Estructura del Teclado IBM PC
.TECLA
..23..
MATRIZ DE PULSADORES O
CONMUTADORES
DECODIFICADOR DE
FILAS
5V
0V
RESET KB
CLOCK
SCAN CODE
DECODIFICADOR DE
COLUMNAS
CONTROLADOR
8048
CONECTOR J7
KB DATA
Teclado IBM PC: Conformado por 83 teclas situadas en 23 filas y 4 columnas de conmutadores. El
componente principal es el controlador 8048 el cual tiene una memoria de 2KB, el controlador constantemente
explora la matriz, para verificar sise ha pulsado una tecla, el rastreo o exploración realiza cada 3 a 5
milisegundos; cada vez que se pulsa una tecla se genera un estado lógico igual =0, cerrándose un conmutador
en el punto de cruce
Entre una fila y una columna, este estado lógico es leído por el controlador, el cual genera un código llamado
CODIGO DE BUSQUEDA o SCAN CODE, el cual es almacenado en la memoria RON o Buffer. Cada vez que
se pulsa la tecla mas de 0.5 segundo, el controlador genera el código de la tecla pulsada a razón de 10
veces/segundo .Cada vez que se pulsa una tecla se produce una interrupción No 9 .la subrutina correspondiente
a esta interrupción permite leer del puerto 96 (60h), 2 códigos llamados :
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. Código de identificación : código de No de la tecla, se le llama byte auxiliar o 1º código
. Código ASCII del carácter, a este código se le llama Byte principal o 2º código
Cuando el controlador determina enviar información al CPU, inicialmente activa la línea KB DATA (Keyboard
Data) durante 0.2 milisegundos, a continuación envía el código SCAN CODE en forma enseriada empezando
por el bit menos significativo, siendo la duración del pulso 0.1 milisegundos.
TECLADO HEXADECIMAL
GENERADOR
DE PULSOS
DESACTIVA EL CONTEO DEL
CIRCUITO
CONTADOR
B
CIRCUITO INHIBIDOR CONTADOR CUANDO SE
PULSA UNA TECLA
DE PULSOS
A
CIRCUITO
REGISTRO
CIRCUITO DE
CODIFICADOR
X3
3
7
11
15
X2
2
6
10
X1
1
5
X0
14 13
D
Y0
0
C
Y1
4
9
220Ω
CODIGO
DE LA
TECLA
PULSADA
8
CIRCUITO
DECODIF
Y2
Y3
12
5V
Ej.: Pulsamos la tecla Nº 9: X1=0 y Y2=0 seria: A =1 B =0 C =0 y D =1 entonces el código de la tecla seria
1001
FUENTE DE ALIMENTACIÓN: Esta conectada internamente y permite las conversiones de corriente
alterna de la red (220 o 110 VAC) a corriente continua de 5-12 voltios (5 para los CI y 12 para alimentar a los
motores de los cabezales). Esta proporciona 200 Wattios.
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IMPRESORA:
Tipos:
A. Con Impacto: Aquellas que están dotadas de varillas las cuales son golpeadas por martillos lográndose de
esta manera la impresión del carácter en el papel.
1. Impresora de Matriz de Puntos: Aquella que tiene un vector de pines al golpear diversas
combinaciones de pines se conforman diversos caracteres
VECTOR DE PINES
. . . . .
.
.
.
.
. . . . .
.
.
.
.
.
.
HAY UN PIN
EJEM: A:
2. Aguja o matricial: Menos ruidosa y barata. Presenta laminas metálicas con agujas que golpean la cinta
y esta a la hoja; el choque de aguja transfiere la tinta al papel; la resolución es el numero de agujas (924); en el cabezal están las agujas verticales. El tambor por donde pasa el papel, levanta a este cuando se
pasa a la sgte línea. El cable que conecta el cabezal y el circuito de control cuyo número de hilos es el
número de agujas + 1.
AGUJA
TOPE
RODILLO
CINTA
MARTILLO
NUCLEO HIERRO
PAPEL
MASCARA
SOLENOIDE
MUELLE MARTILLO
3. Impresora Margarita: Lenta y ruidosa. Esta conformado por un cabezal en la cual se encuentran
varillas alrededor de un disco giratorio para la impresión de un carácter, el disco girara hasta que se
encuentre la varilla con el carácter deseado en ese momento un martillo golpea a la varilla
imprimiéndose el carácter en el papel.
CABEZAL
VARILLA
S
DISCO GIRATORIO
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B.
Sin Impacto: son impresoras silenciosas que no emplean varillas para la impresión , emplean técnica
fotográficas , electrónicas o técnicas de impulsión de tinta
1. Impresora Láser: Se guarda datos en una memoria RAM, imprime por página, la imagen se forma por
procedimiento electroestático. El rodillo es fotosensible, genera cargas estáticas y se elimina cuando es
iluminado. Un espejo giratorio hace que el rayo láser recorra horizontalmente. Para esto se utiliza un
polvo. La mas rápida su funcionamiento se basa en la luz del rayo láser el cual orienta puntos de luz en
lugares adecuados del papel. La velocidad de algunas es de 2 paginas/ segundo, algunas imprime al
mismo tiempo por ambas caras.
2. Inyección: El cabezal no toca la hoja. Es silenciosa : el cabezal contiene orificios donde se expulsa a la
tinta formando un minúsculo punto en el papel
. Térmico: El cabezal térmico calienta a 480º por unos microsegundos y genera una burbuja, esta
explota y se impulsa al papel. En papeles satinados o fotográficos.
EL CALEFACTOR ESTA EN EL CAMINO DE LA GOTA
CANAL DE TINTA
BURBUJA
MICROGOTA
CALEFACTOR
EL CALEFACTOR ESTA PERPENDICULAR AL ORIFICIO DE
INYECCION
PAPEL
MICROGOTA
CANAL DE TINTA
BURBUJA
BARRERA
CALEFACTOR
. Piezoeléctrico: Se le aplica un impulso eléctrico y cambia la forma del piezoeléctrico hasta que se
produce las microgotas
OPERACIÓN DE SUCCION DE TINTA
MICROGOTA
OPERACIÓN DE ESPULSION DE TINTA
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CONECTOR DE LA IMPRESORA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9:
PUERTO DE SALIDA
18
13, 12, 11, 10
:
PUERTO DE ENTRADA
19
17, 16, 14, 1
:
PUERTO DE CONTROL
17
20
21
15, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25:
378
3BC
379
3BD
37A
3BE
OV
22
23
24
25
MOUSE: Tipos:
* De 2 botones * De tres botones *De tipo TrackBall
*De tipo lápiz
* Ópticos: Se usan con un soporte que capte los diodos emisores de luz y los fototransistores del mouse.
* Sin cable: por rayos infrarrojos o por radiofrecuencia para comunicarse con el microprocesador
Señales del Conector: Señal de reloj, salida y entrada de datos en serie, positivo y negativo.
SLOTS: Sócalos de Conexión donde se instalan las tarjetas controladoras de periféricos. Son en número de 8
y están conformadas por 98 contactos o pines divididos en 2 secciones e contactos; una sección esta
conformada por 62 contactos y la otra por 36 contactos. Tipos de Slots:
• ISA (Industry Standard Arquitecture): Tiene un ancho de bus de 8 bits en las computadoras XT y en el
microprocesador 286 un ancho de 16 bits, con una velocidad de 3-5 MB/sg.
• EISA (Extended Industry Standard Arquitecture): Tiene un ancho de bus de 32 bits y una velocidad de 3MB/ sg.
• Tiene la característica de reconocer las características de las tarjetas controladoras conectadas al spot y
configura al mainboard en forma automática de acuerdo a las características de las tarjetas. Esta tarjeta
controla a la tarjeta de video, impresora, monitor, disk drive floppy o disquetera y al disco duro.
• MCA (Micro Chanel Arquitecture): Tiene una velocidad de 40 MB / sg y un ancho de bus de 32 bits. Es
empleado por los microcomputadores IBM DS/2 y requieren tarjetas controladoras especiales.
• VESA: Tiene un ancho de bus de 32 bits, velocidad de 132MB / sg. Empleado por el microcomputador 80486 DX4
Tarjeta Controladora de Discos:
• SOG: Controla los discos duros, su velocidad es de 1Mbits /sg
• ESDI: Controla discos duros, la velocidad de 10Mbits / sg
• IDE: Controla discos duros, la velocidad de 7.5 Mbits / sg y controla 2 disqueteras y 2 discos duros
• PREIDE: Controla 2 disqueteras y 2 discos duros, tiene 2 salidas : una puerta serial (para mouse o jostick) y otra
puerta paralela (para impresora)
ASIC (Application Specific Integrated Circuits): Son 2 circuitos, uno de ellos tiene 160 pines y el otro 84 pines,
ambos permiten reducir el numero de integrados de la tarjeta principal.
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Preguntas de teoría
. Datos sobre los que opera la computadora a medida que ejecuta un programa operandos
. las líneas de selección de operación que emplea el ALU 74LS181, dentro de la CPU, indique porque
dispositivos son controlados específicamente generador de pulsos
. indique el código EBCDIC de las letras K y P considerando el BIT de paridad impar, tomándolo como BIT
MSB K: 111010010 P:111010111
. durante la etapa de búsqueda de una instrucción un código de operación es leído de la memoria del
programa y transferido a la unidad de control de la CPU.
. la ejecución simultanea de varios segmentos de programa recibe el nombre de multiprogramación
. grupo de bits que forman la unidad primaria de información en una computadora código de operación
. la ejecución de una instrucción es controlado por las señales de control
. cuando un computador almacena mas información en su formato de palabra , el numero de instrucciones del
programa será menor el numero total de accesos a memoria será menor
. durante la etapa decodificación una instrucción el decodificador de la instrucción en la unidad de control
interpreta el código de operación que actualmente reside en registro de instrucción
. en que tecnología están fabricados los microprocesadores de 8 y 16 bits MSI
. para permitir el direccionamiento de información , en la memoria cada línea del bus de datos en su entrada
esta dotada de compuerta de tres estados-registro buffer
. el modo de direccionamiento para localizar el operando , esta determinado por el código de operación
. el modo de direccionamiento a emplearse en la ejecución de una instrucción , es indicado por el código de
operación
. la mayoría de las instrucciones de una microcomputadora, constan de dos partes, denominadas código de
operación y dirección del operando
. componente que selecciona la posición de memoria en una operación de R/W se llama decodificador
. cuando a continuación del código de operación hay un valor, el cual es sumado al contenido del PC para
obtener la dirección resultante se llama direccionamiento relativo
. un formato de instrucción en una microcomputadora puede ser almacenado en 8 y 16 bits
. un código ASCII se utiliza probablemente, para traducir la información desde un dispositivo de entrada a un
sistema microcomputador.
. sistemas compuestos de varios procesadores reciben el nombre de multiprocesador
. el conjunto de pasos de ejecución de una instrucción es controlado por señales de control
. cuando el microprocesador queda aislado del resto del sistema se llama estado de alta impedancia
. la velocidad de reloj de un microcomputador se expresa en MIPS
. la unidad que emplea en las supercomputadoras para medir la velocidad de operaciones en coma flotante
por segundo se llama FLOPS
. las microcomputadoras 80386, 80486 , PENTIUN son ejemplos de microprocesadores de 32 BITS
. el lugar por donde la información entra o sale de una computadora , se denomina modulo de entrada y
salida
. el registro de estado esta conformado por señalizadotes, construidos a base de FLIP FLOP
. los operadores de la unidad operativa , realizan las operaciones elementales a la velocidad de varios
millones por segundo
. las señales del generador de impulsos , de la unidad de control, sirven para sincronizar la maquina
. los estados de un elemento triestado son 1,0,estado de alta impedancia
. un modulo de E/S con tecnología MSI esta conformado por registro buffer, decodificador
. la unidad operativa en el cpu dispone de un componente que indica las características del resultado
registros de estado
. unidad funcional que se encuentra entre el bus de datos y el bus interno de datos de la cpu registro buffer
. si la CPU busca y decodifica una instrucción como:”almacenar datos en la posición de memoria 2AB”, el
dato provendrá del unidad de control
. cuando el cpu da paso a la ejecución de una llamada de subrutina , el cpu almacena en memoria pila la
dirección de retorno y las direcciones de este componente son almacenadas por el SP
. las memorias RAM y ROM utilizadas en las microcomputadoras son ejemplos de memoria a base de
semiconductores
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. circuito digital que convierte un código binario de entrada en su correspondiente salida numérica
decodificador
. las diferentes formas por las cuales las instrucciones ubican a los operandos se llama modos de
direccionamiento
. componente que controla a los elementos lógicos de la alu para realizar cualquier operación secuenciador
. el pin del microprocesador que es activado en las operaciones de acceso directo a memoria HOLD
. señales Ф1 y Ф2 son generados por generador de reloj
. instrucciones que permiten intercambiar información con la memoria pila se llama instrucciones del empleo
del SP
. componente que almacena en forma permanente los parámetros de configuración en un microcomputador
CMOS RAM
. toda subrutina es invocada por instrucción de llamada dentro de un programa
. computador que realiza procesamiento vectorial megamainframes
. las interrupciones que dependen del valor del indicador de estado I se llaman enmascarables
. los circuitos integrados RAM se encuentran instaladas en unas placas llamadas sócalos
. tipo de memoria a circuito integrado que permite el ingreso o salida de información en forma secuencial
RAM
. tipo de memoria cuanto mayor es su velocidad su capacidad es menor y su precio es mayor
. computador que realiza varias instrucciones en un ciclo de reloj 80486 DX
. que elemento contienen las microinstrucciones ROM de control
. el almacenamiento permanente de un programa en una microcomput. probablemente puede hacerse en ROM
. lugar donde la información entra o sale de una computadora modulo de entrada y salida
. registro que siempre contiene la ultima dirección de la memoria la cual contiene los contenidos de los
principales registros registro puntero
. Los decodificadores y el registro buffer en CI, están ensamblados en tecnología MSI
. microcomputador que posee un microprocesador multiplicador de velocidad 80486 DX / 2
. cuantas veces necesita la unidad de control referirse a la memoria cuando ejecuta una instrucción de modo
de dirección directa y una instrucción de dirección indirecta 4 Y 6
. que tipo de lenguaje entiende el microprocesador lenguaje maquina
. cuando el periférico que solicita la interrupción proporciona una dirección relativa en una tabla de
direcciones de inicio de subrutinas modo de direccionamiento relativo indirecto
. las instrucciones PUSH y POP son utilizadas frecuentemente en memoria pila
. un microcomputador que contiene sus elementos funcionales en un único circuito integrado se llama
monopastilla y tecnología MSI
. los lenguajes que fueron introducidos en la tercera generación Basic Y Pascal
. el formato de instrucción o tamaño de palabra de una supercomputadora puede ser almacenado en 64 bits
. las computadoras de funciones inteligentes tienen como elemento de procesamiento paralelo
. el microcomputador 8088 tienen un bus de datos de 8 bits
. las supercomputadoras están fabricadas con circuitos integrados VLSI
. microcomputador que divide a la memoria en bloques 640KB 80286 DX
. las memorias mas lentas en velocidad toman el nombre auxiliares
. las memorias que se programan en un proceso de grabado permanente ROM y PROM
. cuando el periférico proporciona parte de la dirección de inicio y la otra parte por el cpu se llama modo de
direccionamiento relativo
. la instrucción que permite acceder a la memoria pila para extraer información se llama POP
. cuando el traductor esta unido al medio en una memoria se llaman memorias estáticas y son ejemplo ROM
y RAM
. instrucciones que permiten trasladar información de una parte del sistema a otra se llama instrucciones de
transferencia
. memoria que aumenta la velocidad de búsqueda de las instrucciones CACHE
. las memorias permanentes cuya constitución esta hecha a base de condensadores se llama EPROM Y
EEPROM
. componente que almacena el programa de verificación de las partes del microcomputador, al encenderse la
maquina ROM BIOS
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Arquitectura de Computadoras
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. el CPU sirve como centro de todas las operaciones y control de la microcomputadora
. el computador diseñado por Von Neuman sirvió de prototipo para el computador actual.
. microprocesador que triplica la velocidad del microprocesador 486DX es 80486DX/4
. emplean mas de 2 ciclos de reloj , en la ejecución de una instrucción anteriores a 80486DX
. que modelo sirvió de prototipo para la fabricación de las computadoras actuales EDVAC
. la instrucción que permite acceder a la memoria pila, para extraer información se llama POP
. memoria en la que el tiempo de acceso cambia de acuerdo con la ubicación del dato guardado en ella
memoria de acceso secuencial
. la stock es una memoria auxiliar de acceso secuencial
. una señal de petición de interrupción es una bifurcación microprocesador.
. circuito integrado que almacena el programa BIOS se llama ROM
. los disquetes , cintas magnéticas son ejemplos de accesos SECUENCIAL
. un código ASCII no utiliza probablemente , para traducir información desde un dispositivo de entrada a un
sistema microcomputador
. memoria que emplea fusibles en su estructura se llama PROM
. memoria que se sitúa entre la memoria principal y la unidad de control CACHE
. una petición de interrupción hace que la cpu bifurque y ejecute una INSTRUCCION en la memoria de
programa y después vuelva al programa principal.
. que función cumple los terminales HOLD y READY en un microprocesador HOLD: aceptar la petición del
bus del sistema por el CONTROLADOR DMA, READY: sincroniza el microprocesador y memoria
. en una interrupción vectorizada la dirección de inicio de rutina es proporcionada por el periférico
. mencione algunas funciones especificas del microprocesador interpreta las instrucciones, realiza
operaciones lógico aritméticas
. la ejecución de una instrucción consta de las sgtes fases captación del código de operación, descodificación
e interpretación , ejecución de la instrucción
. cuando se usa la memoria pila y que registro direcciona cuando se ejecuta una subrutina, registros
principales
. en que se diferencia el procedimiento de interrupción de una subrutina la señal de inicio de la interrupción
es externa al microprocesador en cambio de la subrutina
. en la selección de una posición de memoria que elementos participan después del bus de direcciones(en
orden secuencial) registro, decodificador, memoria ROM, secuenciador , PC
. explique brevemente la técnica de diseño del microprocesador 8046 bus interno y externo de 32 bits,
presenta una memoria cache de 8 KB, coprocesador matemático en el microprocesador
. que función cumplen cada uno de los registros punteros (microprocesador 8086/8088) direccionar la ultima
posición de memoria
. que función cumplen los registros segmento y los registros punteros en el microprocesador 8086/8088
registro segmento cumple la función de almacenar la dirección del segmento de la memoria, registro puntero
direccional la ultima posición de la memoria
. en que generación aparecen los microprocesadores y con ello que sistemas de computo aparecen cuarta
generación; el lenguaje de alto nivel, densidad de grabación en medios magnéticos
. un microcomputador que componentes tiene memoria, procesador, periféricos, bus del sistema
controladores, registros, decodificadores , módulos ,multiplexado
. cual es la función de y el componente que pertenecen
contador del programa cuenta las posiciones de memoria y el modulo; se encuentra en la unidad de control
decodificador de programas interpreta la operación a realizarse; se encuentra en la unidad de control
. memoria de muy alta velocidad utilizada en la prebúsqueda de las instrucciones, se llama CACHE
. las tarjetas controladoras están instaladas en SLOTS
. la conexión del CPU con los periféricos remotos, es a base de cableado
. la información en la pantalla, se representa a través de píxeles
. la calidad de un monitor esta en su resolución
. las iniciales VESA a que componente de la maquina se refiere monitor
. cada carácter que recibe la tarjeta de video , el microprocesador envía 2bytes : i byte de atributos y otro del
código ASCII
. la información de una pantalla se almacena en memoria RAM de video
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Arquitectura de Computadoras
por Laura Elizabeth Florian Cruz
. el barrido horizontal de la pantalla es producido por el controlador
. un cuadro de pantalla esta conformado por 25 líneas
. la memoria ROM de la tarjeta de video recibe los códigos de la RAM y los convierte a puntos de video
. las impresoras térmicas, de chorro de tinta y las impresoras láser, integran el grupo de impresoras sin
impacto
. indique la capacidad de caracteres que permite visualizar un monitor 80* 25 * 2B = 4KB
. al pulsarse una tecla se cierra un contacto en el punto de cruce de una fila y una columna, generándose un
estado lógico igual a 0
. la información codificada en el teclado , es enviada al microprocesador en forma enseriada empezando por
el BIT menos significativo
. registro que almacena el código ASCII del carácter de la función de lectura de un carácter por teclado se
llama Rom o Buffer
. indique la resolución de algunos monitores 640 x 350, 720 * 350 , 640 x 480 , 600 x 800
. Los componentes principales, internos de un teclado son decodificador de columnas y filas, controlador,
matriz de pulsadores, conector
. las señales que salen del conector del teclado, son SCAN CODE, RESET CODE, CLOCK, positivo y
negativo.
. especifique en forma breve porque es necesario los módulos de E/S permite la transferencia de información
entre periférico y computadora adaptando la información al formato adecuado que acepta el periférico o CPU.
. mencione las características principales de las supercomputadoras Utilizado en el campo científico y de la
ingeniería. , en el campo de la medicina. Longitud de palabra de 64 bits, velocidad de 100 MEGAFLOPS
emplea procesamiento paralelo.
. el código de operación de una instrucción , que indica a la unidad de control el tipo de operación a
realizarse
PREGUNTAS :
1. Si se le aplica el codigo 4F , indique el digito que se visualiza en el Display en el grafico:
1
0
a
0
1
b
0
1
c
1
0
d
1
0
e
1
0
f
1
0
g
Rpta :
a
f
b
g
e
c
d
=1
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