ESTRUCTURA FISICA Y FUNCIONAL DE UN SISTEMA INFORMáTICO.-
El modelo básico de arquitectura de los computadores digitales fue
establecido en 1946 por John Von Neumann. Su aportación más significativa
fue la de construir una computadora con programa almacenado en vez de con
programas cableados. La arquitectura de Von Neumann se compone de cuatro
unidades básicas:
* La unidad de control (UC), que dispone de un contador de programa (CP)
y un registro de instrucción (RI).
* La unidad aritmético-lógica (UAL), con diversos registros para llevar a
cabo operaciones como el registro acumulador (AC) o el registro de estado
(RE).
* La unidad de memoria, con el registro de palabra (RM) y el registro de
dirección (RD).
* La unidad de entrada-salida.
Este modelo era capaz de ejecutar una serie de instruccioneselementales
que llamó instrucciones-máquina, que deben estar almacenadasen la memoria
principal para poder ser leídas y ejecutadas. Con este modelo se pueden
ejecutar diferentes programas dando lugar a las máquinasde propósito
general.
La CPU es el componente central del ordenador y está formada por una
unidad de control, una unidad aritmético-lógica y una zona de registros o
de almacenamiento donde guardarse los datos que se están procesando. Son
también elementos característicos de la CPU la frecuencia del reloj (que
marca el ritmo de ejecución de instrucciones), la longitud de palabra de
datos y la tecnología empleada (RISC/CISC).
 
-UNIDAD DE CONTROL: Recibe e interpreta las instrucciones a ejecutar,
controla los demás componentes físicos del ordenador mediante órdenes y
atiende y decide sobre posibles interrupciones del proceso. Las partes
de la Unidad de Control son:
*Registro contador de programa (CP) o de instrucción (CI). Contiene la
dirección de memoria donde se encuentra la instrucción que se va a ejecutar.
*Registro de instrucción (RI). Contiene la instrucción que se está ejecutando
en ese momento. Entre las partes de una instrucción destaca el código de
operación y las direcciones de memoria donde se encuentran los operandos que
pueda necesitar la instrucción.
*Decodificador (D). Se encarga de extraer el código de operación de la
instrucción en curso (que está en el Registro de instrucción), o la dirección
de memoria a la que la Unidad de Control debe acceder para leer o escribir en
ella. Lo analiza y emite las señales al resto de elementos para su ejecución
a través del secuenciador.
*Secuenciador (S). Envía una serie de microórdenes al resto de elementos que,
sincronizadas con los pulsos de reloj, hace que se ejecute la instrucción que
está en el registro de instrucción.
*Reloj (R). Indica en qué momento debe comenzar una determinada operación y
en qué momento debe finalizar. Emite unos pulsos eléctricos a intervalos fijos
de tiempo que sirven de referencia al resto de componentes.
Hay dos tipos de UC:
-UC microprogramada: las instrucciones son implementadas mediante una memoria
de control que contiene microprogramas asociados a microinstrucciones.
- UC cableada. Las instrucciones están implementas por hardware.
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*UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA: Ejecuta las operaciones lógicas y aritméticas
llevando a cabo una serie de operaciones elementales como sumas, restas y
operaciones lógicas. La UAL recibe los datos con los que debe operar de la
Unidad de Control y tras realizar la operación oportuna devuelve el
resultado a la memoria principal. Las partes de la Unidad Aritmético-lógica
son:
*Circuito operacional (COP). Se encarga de realizar las operaciones con los
datos suministrados por el registro de entrada. Por medio de microórdenes
selecciona el tipo de operación a realizar.
*Registro de Entrada 1 y 2 (R.EN. A/ R.EN.B.). Se utilizan para almacenar
datos u operandos que intervienen en una instrucción antes de la realización
de la operación por el COP y para almacenar los resultados intermedios.
*Registro de Estado. En él queda constancia de algunas condiciones de la
última operación y que se tendrán en cuenta para las siguientes.
*Registro Acumulador (RA), donde se depositan los resultados de las
operaciones llevadas a cabo por el COP.
*UNIDAD DE MEMORIA, formada por un conjunto de celdas de igual tamaño o número
de bits, identificados por un número que se llama dirección de memoria y sobre
las que se podían realizar operaciones de lectura o escritura. Las celdas se
empleaban para almacenar tanto datos como instrucciones de máquina. La unidad
de memoria, cuenta con el registro de palabra o datos (RM) y el registro de
dirección (RD).
*UNIDAD DE ENTRADA/SALIDA, que establece la comunicación entre la CPU y unidades
externas, que pueden estar formadas por memorias auxiliares o periféricos. Pueden
ser de ENTRADA (ratón, teclado.), SALIDA (monitor, impresora.) o de ENTRADA/SALIDA
(módem, router.)
 
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