Unidades Funcionales de una Computadora

Computadora

Es una maquina digital y sincrónica con la capacidad de almacenar información y tratarla mediante operaciones de calculo numérico y lógico controladas por programas informáticos. Se dice que es digital porque las señales eléctricas y la información procesada es por medio del sistema binario (0 y 1). Es sincrónica porque un reloj central coordina las operaciones de la computadora enviando pulsos de sincronismo a todos sus elementos.

Modelo de Von Neumann

John Von Neuman, junto con otros colaboradores determino las bases para el desarrollo y construcción de las computadoras contemporáneas. Basándose en en tres conceptos:

1. Programa almacenado: Se planteo por primera vez, que las instrucciones y los datos tenían que almacenarse juntos, en un medio común, denominado memoria.
2. Ruptura de secuencia: Se le dio a la computadora una instrucción denominada "salto condicional", donde según un determinado resultado de operación se ejecuta una determinada instrucción u otra.
3. Ciclo de trabajo: Se definió el conjunto de pasos a realizar para ejecutar una instrucción de programa.

Las computadoras están conectadas al mundo exterior, analógico, siendo capaces de transformar un programa escrito en un lenguaje de alto nivel ( gralmente. expresado en lenguaje natural) en un programa en lenguaje que el Harware pueda decodificar y ejecutar, esta tarea la realiza un programa denominado compilador.
También se definieron las partes fundamentales del Hardware:

• La unidad central de proceso (CPU)
• La memoria principal
• Los dispositivos de entrada/salida

La CPU se compone de:

a- Unidad Aritmético lógica: Encargada de realizar operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación y división) así como lógicas (AND, OR, NOT) en la ejecución de un programa, ésta unidad es dirigida por la UC. Recurre a registros en donde almacena momentáneamente resultados, llamados acumuladores, y otros donde carga los operandos a utilizar.

b- Unidad de control: Controla y coordina el ciclo de procesamiento, reconociendo las instrucciones, controlando la UAL para que las resuelva, y dirige el almacenamiento de los resultados. Posee, embutidas, instrucciones primitivas (de transferencia de datos, aritméticas y lógicas, de control).

c- Conjunto de registros: El registro de instrucciones o IR (contiene el código de la próxima instrucción a ejecutarse) y el registro contador de instrucción o PC (contiene la dirección de la memoria principal de la siguiente instrucción a ser ejecutada).

La UAL y la UC, conforman al procesador o microprocesador.

La memoria principal se encarga del almacenamiento de datos e instrucciones que componen un programa, se compone de celdas identificadas por una direccion donde se almacenan los datos/instrucciones. En estas se puede grabar (escritura) un valor (dato/instruccion) o utilizar (lectura) un valor y para esto posee dos registros, registro de direcciones y registro de datos.

Para una operación de lectura, busca la ubicación de la celda a leer en el registro de direcciones y  luego de recuperado esto se copia el contenido de la celda sobre el registro de datos. 

Para una operación de escritura se realiza el camino inverso: se instancia el registro de datos con el nuevo valor a almacenar y se almacena en el registro de direcciones la dirección de la celda que contendrá tal valor.

Los Periféricos de entrada/salida son dispositivos que permiten el intercambio de información de la computadora con el exterior, se conectan o acoplan al CPU.

Estas partes del hardware están conectados entre si a través de buses de comunicación...

El Bus de datos, por donde circulan los datos que se van a traducir, etc. (bidireccional)

El Bus de direcciones, por donde viaja el contenido que se quiere acceder.

El Bus de control, para seleccionar la operación a realizar, leer o escribir en memoria, o en un dispositivo de E/S.

Fuentes:
-Material de lectura obligatoria "Unidades Funcionales de una Computadora".

-https://bart2603.wordpress.com/2009/08/02/el-modelo-de-von-neumann-un-nuevo-concepto-para-un-mejor-desempeno/