4. Arquitectura Von Neumann

Formada por: CPU CU ALU Registros Memoria Sistemas I/O Buses

CPU: Unidad Central de Procesamiento es el “cerebro” del ordenador. Componente funcional principal de un ordenador. Su función es interpretar las instrucciones de un programa informático mediante la realización de las operaciones básicas. También se llama microprocesador.

CU: Unidad de Control Es la encargada de dirigir el funcionamiento del procesador. Imparte órdenes en forma de señales de control a la memoria, la unidad aritmético-lógica y los dispositivos de entrada y salida.

Reloj (CLK): se encarga de generar una señal cuadrada que sincroniza los componentes internos. Contador de programa (PC): contiene la dirección de memoria de la siguiente instrucción que se va a ejecutar. Registro de instrucciones (IR): guarda la instrucción que se está ejecutando Secuenciador y Decodificador: interpreta y ejecuta las instrucciones a través de órdenes

ALU: Unidad Aritmético-Lógica Realiza todos los cálculos aritmético-lógicos. Suma, resta, multiplicación y división. NOT, AND, OR y XOR. Desplazamiento de bits.

Registros de entrada (REN): guardan en ellos los operandos que se van a evaluar. Código de operación (OPCODE): la CU envía el operador para que la operación será realizada Acumulador o Resultado (AC): de la ALU sale el resultado de la operación como una palabra binaria Registro de estado (STATUS): almacena distintas condiciones a tener en cuenta durante la operación.

Detrás de esto hay puertas lógicas.

Registros: son unidades de almacenamiento integradas en el procesador. Son las unidades de menor tamaño, pero mayor velocidad de un ordenador. Almacenan las instrucciones que se están procesado y los datos necesarios para su ejecución u obtenidos como resultado.

Memoria: se encarga de almacenar datos e instrucciones para ejecutar los programas. Tiene mayor tamaño que los registros y menor velocidad. Sus características dependerán de la tecnología empleada.

Las memorias están formadas por celdas. Cada celda contiene un dato. Para realizar una operación de escritura o lectura, hay que saber la dirección de la celda.

Las características básicas de una memoria son: Capacidad Velocidad Coste por bit También hay que considerar: Tipo de acceso: aleatorio o secuencial. Volatilidad Solo lectura o lectura-escritura.

Sistemas I/O: permiten la comunicación de la CPU con el mundo exterior (y con el usuario). Están formadas por: Periférico, dispositivo físico que permite la comunicación. Interfaz, sistemas HW/SW que permite la comunicación entre el periférico y el ordenador (CPU o memoria).

Bus: canal de comunicación entre los distintos elementos que forman un ordenador. Son las líneas físicas por donde circulan los bits en forma de señales eléctricas, llevando los datos y las instrucciones. Se pueden situar directamente dentro del procesador o fuera de él, en la placa base.

Pueden ser: Serie/paralelo. Unidireccionales/bidireccionales. Existen 3 buses principales: Bus de control: transmite las señales de control y de estado. Bus de direcciones: la CPU envía las direcciones a leer o escribir de la memoria. Bus de datos: transmite los datos (operandos e instrucciones).

Arquitectura Von Neumann actual

A mayores la CPU actualmente integra: FPU: Floating Point Unit Memoria Caché IGP: Integrated Graphics Processor BSB: Back-Side Bus

Todos estos elementos se repiten para cada uno de los núcleos del procesador.