Arquitectura de computadoras. Modelos de computadoras

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Buses. Los Buses se refieren a las rutas entre los componentes de una computadora. Los cuales existen dos tipos de buses: El Bus de datos que es una ruta que conecta la CPU, la memoria y otros dispositivos de hardware en la tarjeta madre. Y el bus de direcciones al igual que el bus de datos, conecta la CPU a la RAM y lleva direcciones de memoria.

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- MEMORIA

- Conceptos básicos de la memoria

-Volátiles. Pierden la información almacenada transcurrido cierto tiempo o si se desconecta la alimentación de la memoria (DRAM, RAM)

-No volátiles. La información almacenada perdura en el tiempo independientemente de la alimentación del dispositivo y hasta que ésta sea sustituida por una nueva (NVRAM, FLASH, Magnéticas, Ópticas).

-Capacidad. La capacidad de una memoria (RAM/ROM) es el número de posiciones de un sistema, o dicho de otra manera, número de informaciones que puede contener una memoria.

-Tiempo de acceso. Mide el intervalo de tiempo que transcurre desde que se solicita un dato a la memoria y ésta lo devuelve. Pueden ser Altos o Bajos

1.2.2.2 Memoria principal semiconductora

ROM (Read Only Memory). Es una memoria semiconductora en la que no se puede escribir sobre ella, y conserva intacta la información almacenada, incluso en el caso de interrupción de corriente (memoria no volátil). También almacena la configuración del sistema o el programa de arranque del ordenador.

RAM (Random Access Memory). Es el tipo de memoria más común en las computadoras y en otros dispositivos. Es un tipo de memoria a la que se puede acceder de forma aleatoria, es decir, podemos acceder a cualquier byte de la memoria sin pasar por los bytes precedentes. A continuación tenemos una tabla resumen:

Tipo

Clase

Borrado

Escritura

Volatilidad

RAM

Lectura / Escritura

Eléctricamente por bytes

Eléctricamente

Volátil

ROM

Sólo lectura

No

Mediante máscaras

PROM

EPROM

Luz violeta, chip completo

No volátil

FLASH

Sobre todo lectura

Eléctricamente por bloques

Eléctricamente

EEPROM

Eléctricamente por byte

- Memoria caché

La memoria cache del procesador se encarga de acelerar las lecturas y escrituras del sistema de memoria para conseguir así que todas las aplicaciones funcionen más rápido. La cache es la solución al problema de rendimiento del sistema de memoria. Es muy pequeña y está incluida en el interior del micro. Su función es sencilla, conseguir que los datos más usados estén lo más cerca del procesador para ser accedidos de la manera más rápida posible. [pic 9]

- MANEJO DE LA ENTRADA/SALIDA.

- Módulos de entrada/salida.

A través de ellas se origina el intercambio de información, ya sea con la finalidad de adquirir de datos, o para el mando o control de las máquinas presentes en el proceso. En si un módulo de E/S puede controlar varios dispositivos externos, almacenando datos temporalmente debido a las diferencias de velocidades entre los periféricos y el CPU o la memoria.

- Entrada/salida programada

En las E/S programadas los datos se intercambian mediante entre el CPU y el módulo de E/S. El CPU ejecuta un programa que controla directamente la operación de E/S, incluyendo la comprobación del estado del dispositivo, el envío de la orden de lectura o escritura y la transferencia del dato. Cuando el CPU envía la orden debe esperar hasta que la operación de E/S concluya. El CPU es el responsable de comprobar periódicamente el estado del módulo de E/S hasta que encuentre que la operación ha finalizado. El dispositivo de E/S no tiene acceso directo a la memoria, una transferencia de un dispositivo de E/S a memoria que la CPU ejecute varias instrucciones, incluyendo una instrucción de entrada.

- Entrada/salida mediante interrupciones

La E/S programada, requiere de repetidas consultas por parte de la CPU, es el control por interrupción. La CPU se encarga una operación al módulo y continúa realizando otras tareas. Cuando el módulo concluya la operación, interrumpirá nuevamente a la CPU para transferir los datos. La CPU pasa a realizar la transferencia y continúa después en el lugar en que se quedó con la otra tarea. Al terminar cada ciclo de instrucción, comprueba la existencia de interrupciones pendientes. Cuando existen, la CPU guarda el contexto de la tarea y procesa la interrupción, lee el dato y lo almacena en memoria. A continuación recupera el contexto de la tarea y continúa con la ejecución.

- Acceso directo a memoria (Direct Memory Access o DMA).

El acceso directo a memoria es una característica de las computadoras y microprocesadores modernos que permite que ciertos subsistemas de hardware dentro de la computadora puedan acceder a la memoria del sistema para la lectura y/o escritura, independientemente de la unidad central de procesamiento (CPU). De lo contrario, la CPU tendría que copiar cada porción de dato desde el origen hacia el destino, haciendo que ésta no esté disponible para otras tareas. El movimiento se hace a ráfagas, y cada transferencia se inicia con una interrupción que obliga al procesador a suspender su tarea para permitir un nuevo intercambio. Solo se produce una interrupción por bloque en lugar de tener una interrupción por cada byte (o palabra).

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