HARDWARE Y ARQUITECTURA

Schneider Daza
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Schneider Daza
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Description

Mapa mental de la arquitectura y el Hardware de un Computador
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HARDWARE Y ARQUITECTURA
1 memoria

Annotations:

  • parte de la computadora que permite almacenar datos y los programas
1.1 Jerarquia de la memoria
1.1.1 Más costoso por bytes
1.1.1.1 sube
1.1.2 registro, memoria cache, memoria principal, discos magnéticos, cintas/discos ópticos.
1.1.3 mayor capacidad, mayor costo de acceso
1.1.3.1 baja
1.2 dividida en celdas
1.2.1 con dos atributos
1.2.1.1 contenido ( valor)
1.2.1.2 dirección ( invariable, identificada con un numero.)
1.3 clasificación
1.3.1 volatiles

Annotations:

  • cuando se desconecta se pierde la información. 
1.3.2 no volatiles

Annotations:

  • cuando se desconecta la información se mantiene
1.4 cache

Annotations:

  • es una memoria pequeña y rapida
1.5 RAM
1.5.1 SRAM

Annotations:

  • memoria RAM estatica
1.5.2 DRAM

Annotations:

  • memoria RAM dinamica
2 interrupciones

Annotations:

  • es una señal recibida por el procesador de una computadora, para indicarle que debe «interrumpir» el curso de ejecución actual y pasar a ejecutar código específico para tratar esta situación.
2.1 tipos de interupciones
2.1.1 Interrupciones de hardware

Annotations:

  • Las interrupciones de hardware son aquellas interrupciones que se producen como resultado de, por lo general, una operación de E/S. No son producidas por ninguna instrucción de un programa sino por las señales que emiten los dispositivos periféricos para indicarle al procesador que necesitan ser atendidos
2.1.2 exepciones

Annotations:

  • Las excepciones son un tipo de interrupción sincrónica típicamente causada por una condición de error en un programa
2.1.3 Interrupciones por software

Annotations:

  •  también denominadas llamadas al sistema, son aquellas generadas por un programa mientras este está ejecutándose.
2.2 Determinación de la dirección de la rutina de servicio de interrupción
2.2.1 Direcciones fijas

Annotations:

  • Se hallan cableadas en el procesador y por tanto nunca pueden ser cambiadas.
2.2.2 Direcciones variables (por interrupciones vectorizadas)

Annotations:

  • se incluyen aquellas que presentan una dirección variable y que, por tanto, no se halla cableada en el procesador.
2.2.2.1 direccionamiento absoluto

Annotations:

  • En este caso es el dispositivo o la interfaz del dispositivo la encargada de conocer la dirección de la RSI y de enviarla al procesador para que éste pueda localizar dicha subrutina y ejecutarla.
2.2.2.2 direccionamiento relativo

Annotations:

  •  El dispositivo solo suministra parte de la dirección de comienzo y es el procesador el encargado de completarla (añadiendo bits o sumando una determinada cantidad, que siempre será fija).
2.2.2.3 direccionamiento indirecto

Annotations:

  • Se mantiene una tabla de vectores de interrupción (direcciones de comienzo de las distintas RSI) y a cada interrupción se le asocia un número que será el índice por el cual se accederá a la tabla y se recuperará la información de la dirección de comienzo.
2.3 Determinación de la fuente que genera la interrupción

Annotations:

  • La primera alternativa que se consideró fue asignar una línea (un bit) para cada interrupción, lo cual suponía un gran costo en cuanto a la relación de número de dispositivos y número de bits usados y a menudo limitaba el número de dispositivos que se podían conectar. 
2.3.1 polling

Annotations:

  • el microprocesador comprueba de manera sistemática todos los dispositivos de manera que «busca» cuál de ellos fue el que solicitó la interrupción
2.3.2 vectorizadas

Annotations:

  •  Como ventajas podemos destacar que suele ser rápido pero implica un alto costo en el hardware.
2.3.3 hardware paralelo

Annotations:

  • se utiliza un registro de interrupción cuyos bits se controlan de forma independiente por las señales de petición de interrupción  de cada periférico. 
2.4 sistemas de prioridad
2.4.1 simultaneas

Annotations:

  • No tienen por qué ocurrir de manera simultánea sino que se refiere a que en un momento dado pueden haber varias interrupciones activas
2.4.2 animadas

Annotations:

  • Mientras se está procesando una determinada rutina de servicio de interrupción sucede otra señal de interrupción.
2.4.3 inhibición de interrupciones

Annotations:

  • Se deshabilitan las demás interrupciones mientras se está tratando una.
3 El reloj

Annotations:

  • es un componente del microprocesador que emite una serie de pulsos eléctricos a intervalos constantes llamados ciclos, estos ciclos marcan el ritmo que ha de seguirse para la realización de cada paso de que consta la instrucción.
3.1 señal del reloj

Annotations:

  • es una señal binaria que sirve para coordinar la acción de varios circuitos.
3.2 frecuencia del reloj
3.2.1 una frecuencia de reloj de 1 GHz significa un periodo de reloj de un nanosegundo
3.2.2 medidas por ejemplo en MIPS o en FLOPS

Annotations:

  • no solo depende de la frecuencia del reloj, sino también de la arquitectura del todo del procesador
3.2.3 instrucciones por ciclo

Annotations:

  • por características propias del fabricante
3.2.3.1 ampliaciones de SIMD
3.2.3.2 por el flujo de la memoria
3.2.3.3 el flujo de IPC

Annotations:

  • especifica cuantas instrucciones puede ejecutar un procesador gracias a hacerlas en paralelo 
3.2.3.3.1 IPC mayor

Annotations:

  • un procesador con un flujo de IPC mayor consigue con ello más operaciones de calculo por cada ciclo del reloj y calcula de forma  mas rapida
4 el disco duro

Annotations:

  • es el dispositivo de almacenamiento de datos que emplea un sistema de grabación magnética para almacenar archivos digitales.
4.1 estructura logica
4.1.1 el registro de arranque principal

Annotations:

  • (Master Boot Record, MBR), en el bloque o sector de arranque, que contiene la tabla de particiones.
4.1.2 las particiones de discos

Annotations:

  • necesarias para poder colocar los sistemas de archivos
4.2 los componentes lógicos
4.2.1 el cilindro

Annotations:

  • es una pila tridimensional de pistas verticales de los múltiples platos.
4.2.2 cluster

Annotations:

  • es un grupo de sectores que es la unidad mas pequeña de almacenamiento reconocida por el DOS
4.2.3 pista

Annotations:

  • es la trayectoria circular trazada a través de la superficie circular del plato de un disco por la cabeza de lectura/escritura.
4.2.4 sector

Annotations:

  • es la unidad básica de almacenamiento de datos sobre discos duros.
4.3 estructura fisica
4.3.1 platos

Annotations:

  •  (normalmente entre 2 y 4, aunque pueden ser hasta 6 o 7 según el modelo)
4.3.2 eje
4.3.3 el cabezal

Annotations:

  • (dispositivo de lectura y escritura) está formado por un conjunto de brazos paralelos a los platos
4.4 tipos de conexiones de datos
4.4.1 SATA
4.4.1.1 Es un bus de datos de transferencia Fisica
4.4.2 SCSI
4.4.2.1 son interfaces de transferencia para discos duros de gran capacidad
4.4.3 SAS
4.4.3.1 interfaz de transferencia de datos en serie
4.4.4 IDE

Annotations:

  • controla los dispositivos de almacenamiento masivo de datos, como los discos duros y ATAPI
4.4.4.1 controlador de dispositivos de almacenamiento masivo
4.5 periféricos entrada/salida
4.5.1 teclado

Annotations:

  • (Periférico de Entrada): Es el más importante medio de entrada de datos, el cual establece una relación directa entre el usuario y el equipo. 
4.5.2 Lecto/ grabadora de CD y DVD

Annotations:

  • (Periférico de Entrada y Salida): Tiene como función hacer girar el disco a una velocidad constante y transferir programas o datos desde el disco a la computadora o viceversa.
4.5.3 disco duro, disco rígido o HD

Annotations:

  •  (Periférico de Entrada y Salida): Son unidades de almacenamiento que se caracterizan por la mayor capacidad de almacenamiento y la mayor velocidad de operación. 
4.5.4 monitor

Annotations:

  •  (Periférico de Salida): Utilizado para la salida de información,el monitor es el canal por donde la computadora muestra la información al usuario. Está conectado a la placa de video de la computadora. 
4.5.5 mause

Annotations:

  • (Periférico de Entrada): El mouse se coloca sobre cualquier superficie plana y, cuando se mueve, mueve también el cursor en la pantalla con extrema agilidad. 
4.5.6 joystick

Annotations:

  •  (Periférico de Entrada): Generalmente es utilizado para juegos. La nave espacial, o cualquiera otro objeto controlado en la pantalla por el joystick, se mueve en la misma dirección que él.
4.5.7 impresoras

Annotations:

  •  (Periférico de Salida): Son utilizados para la impresión de datos sobre papel.
4.5.8 módem

Annotations:

  • (Periférico de Entrada y Salida): El módem es un dispositivo de conversión de señales, que transmite datos a través de líneas telefónicas. 
4.5.9 escáner- digitalizador de imagen

Annotations:

  • (Periférico de Entrada): Un digitalizador de imágenes es un dispositivo de entrada de datos, que permite ladigitalización de imágenes a partir de material impreso (revistas, periódicos, carteles). 
5 Arquitectura del la CPU
5.1 Unidad de Control
5.1.1 a unidad de control, dedicada a los ciclos de búsqueda y ejecución de datos
5.2 ALU (Unidad aritmético lógica)
5.2.1 desempeña funciones aritméticas como por ejemplo, suma y resta, de lógica por ejemplo AND, OR
5.3 Unidad de Registro
5.3.1 conjunto de registros dedicados al almacenamiento de datos en la CPU y a ciertas funciones de control.
5.4 Interconexiones
5.4.1 son mecanismos que proporcionan comunicación entre la unidad de control, la ALU y los registros, estos mecanimos se conocen como buses
6 Estructura y funcionamiento del Computador
6.1 Unidad de Procesamiento (CPU
6.1.1 controla el funcionamiento del computador y lleva a cabo sus funciones de procesamiento de datos. Frecuentemente se le llama procesador.
6.2 Entrada/Salida (E/S)
6.2.1 transfiere datos entre el computador y el entorno externo.
6.3 Sistema de Interconexión
6.3.1 es un mecanismo que proporciona la comunicación entre la CPU, la memoria principal y la Entrada/Salida.
6.4 Memoria Principal (MP)
6.4.1 almacena datos
7 Modelo de Programación del Computador
7.1 Lenguaje de Alto nivel
7.1.1 expresa los algoritmos de una manera adecuada a la capacidad cognitiva humana, en lugar de la capacidad ejecutora de las máquinas
7.2 Lenguaje de Maquina
7.2.1 Este lenguaje es aquel que se escribe en Binario
7.3 Lenguaje de Ensamblador
7.3.1 Las instrucciones se representan con nombre simbólicos, cada instrucción en lenguaje ensamblador se corresponde con una lenguaje Maquina
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