EXTENSION PUERTO ORDAZ

CARRERA: INGENIERíA DE SISTEMAS

ASIGNATURA: SISTEMA OPERATIVO II

PROFESORA: LUISA RODRIGUEZ

GRUPO 5:

JANIS MALAVE

ALEXEDIS YEPEZ

JHONNY HERRERA

DREY GONZALEZ

PUERTO ORDAZ, JUNIO DE 2015

REVISTA SYSTEM ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR

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“ Nuestra Primera Edición” system.com

Es limitada…

TABLA DE CONTENIDO

Portada

Contraportada

Tabla de contenido

La Arquitectura de una Computadora………………………………………………...4

Memoria…………………………………………………………………………………..4

Periféricos………………………………………………………………………………..5

Periféricos de Entrada-Salida………………………………………………………….5

Direccionamiento……………………………………………………...………………...6

Tipos de Direccionamiento……………………………………………………………..6

Registros………………………………………………………………………………….12

Dato……………………………………………………………………………………….13

Instrucción………………………………………………………………………………..14

Interruptores……………………………………………………………………………...14

Mascara………………………………………………………………………………......15

(PSW) Program Status Word ………………………………….………………………15

Configuración del Computador…………………………………………………………16

Referencias Electrónicas……………………………………………………………………...18

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La arquitectura de una computadora

Es el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de un sistema

de computador. Es decir, es un modelo y una descripción funcional de

los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias partes de una

computadora, con especial interés en la forma en que la unidad central de

proceso (CPU) trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria.

La unidad central de procesamiento (del inglés central processing unit o CPU),

es el hardwaredentro de una computadora u otros dispositivos programables, que

interpreta las instruccionesde un programa informático mediante la realización de

las operaciones básicas aritméticas, lógicas y de entrada/salida del sistema.

Dos componentes típicos de una CPU son la unidad aritmético lógica (ALU), que

realiza operaciones aritméticas y lógicas, y la unidad de control (CU), que extrae

instrucciones de lamemoria, las decodifica y las ejecuta, llamando a la ALU

cuando sea necesario.

Memoria

es el dispositivo que retiene, memoriza o almacena datos informáticos durante

algún intervalo de tiempo. La memoria proporciona una de las principales

funciones de la computación moderna: el almacenamiento de información y

conocimiento. Es uno de los componentes fundamentales de la computadora, que

interconectada a la unidad central de procesamiento (CPU, por las siglas en inglés

de Central Processing Unit) y los dispositivos de entrada/salida, implementan lo

fundamental del modelo de computadora de la arquitectura de von Neumann.

En la actualidad, «memoria» suele referirse a una forma de almacenamiento

de estado sólido, conocida como memoria RAM (memoria de acceso aleatorio;

RAM por sus siglas en inglés, de random access memory), y otras veces se refiere

a otras formas de almacenamiento rápido, pero temporal. De forma similar, se

refiere a formas de almacenamiento masivo, como discos ópticos, y tipos

dealmacenamiento magnético, como discos duros y otros tipos de

almacenamiento, más lentos que las memorias RAM, pero de naturaleza más

permanente. Estas distinciones contemporáneas son de ayuda, porque son

fundamentales para la arquitectura de computadores en general.

Además, se refleja una diferencia técnica importante y significativa entre

«memoria» y «dispositivos de almacenamiento masivo», que se ha ido diluyendo

por el uso histórico de los términos «almacenamiento primario» (a veces

«almacenamiento principal»), para memorias de acceso aleatorio, y

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«almacenamiento secundario», para dispositivos de almacenamiento masivo. Esto

se explica en las siguientes secciones, en las que el término tradicional

«almacenamiento» se usa como subtítulo, por conveniencia.

Periféricos

Un periférico es cualquier dispositivo electrónico externo susceptible de

conectarse a un ordenador para intercambiar información. Pueden ser de entrada,

de salida y de entrada/salida.

Periféricos en entrada

Sirven para introducir información al ordenador; son el teclado, ratón, micrófono,

escáner, lectores de códigos de barras, cámaras de fotos, webcam, …

Teclado. Es el periférico de entrada básico. Incluye diferentes tipos de teclas:

Periféricos de salida

A través de ellos el ordenador muestra los datos procesados; son el monitor,

impresoras, altavoces y auriculares, proyector, TV, etc.

Periféricos de Entrada/Salida

Muchos dispositivos informáticos permiten indistintamente la entrada y salida de

datos del ordenador; éste es el caso de los periféricos de almacenamiento

(pendrives, tarjetas de memoria, discos duros externos, reproductores MP3,

MP4...), las impresoras multifunción, las pantallas táctiles y los periféricos de

comunicación (router, modem, concentradores, tarjetas wi-fi, puntos de acceso...).

Pendrives y tarjetas de memoria. Se emplean ampliamente por su reducido

tamaño y elevada capacidad de almacenamiento. Son usados por todo tipo de

dispositivos: cámaras de fotos, teléfonos móviles, cámaras de vídeo, consolas de

juego, etc. Y resultan muy útiles para el intercambio de ficheros. Se conectan a

través de ranuras especiales adaptadas a cada tipo de tarjeta o bien por el puerto

USB. Los populares reproductores multimedia MP3, MP4 y MP5 son dispositivos

autónomos; sin embargo cuando se conectan al PC para intercambiar archivos

pueden considerarse dispositivos de almacenamiento externos con funciones de

entrada/salida.

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Direccionamiento

Un modo de direccionamiento especifica la forma de calcular la dirección de memoria efectiva de un operando mediante el uso de la información contenida en registros y / o constantes, contenida dentro de una instrucción de la máquina o en otra parte.

Tipos de Direccionamiento

Implícito

En este modo de direccionamiento no es necesario poner ninguna dirección de forma explícita, ya que en el propio código de operación se conoce la dirección del (de los) operando(s) al (a los) que se desea acceder o con el (los) que se quiere operar.

Supongamos una arquitectura de pila, las operaciones aritméticas no requieren direccionamiento explícito por lo que se ponen como:

- add

- sub

...

¿Por qué? Porque cuando se opera con dos datos en esta arquitectura se sabe que son los dos elementos del tope de la pila:

Ejemplo de una pila

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1 2 3 4 5 6 <- pila

top() es 1

ntop() es 2

donde top() representa el tope de la pila y ntop() el siguiente al tope de la pila y son estos argumentos con los que se opera al llamar a una orden en concreto.

Inmediato

En la instrucción está incluido directamente el operando. En este modo el operando es especificado en la instrucción misma. En otras palabras, una instrucción de modo inmediato tiene un campo de operando en vez de un campo de dirección. El campo del operando contiene el operando actual que se debe utilizar en conjunto con la operación especificada en la instrucción. Las instrucciones de modo inmediato son útiles para inicializar los registros en un valor constante.

Cuando el campo de dirección especifica un registro del procesador, la instrucción se dice que está en el modo de registro.

ejemplo: MOV A,#17H

Directo

El campo de operando en la instrucción contiene la dirección en memoria donde se encuentra el operando.

En este modo la dirección efectiva es igual a la parte de dirección de la instrucción. El operando reside en la memoria y su dirección es dada directamente por el campo de dirección de la instrucción. En una instrucción de tipo ramificación el campo de dirección especifica la dirección de la rama actual.

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Ejemplo: MOV A,17H

Indirecto

El campo de operando contiene una dirección de memoria, en la que se encuentra la dirección efectiva del operando.

Ejemplo: MOV A,@17H

Absoluto

El campo de operando contiene una dirección en memoria, en la que se encuentra la instrucción. Y no se cancela.

De registro

Sirve para especificar operandos que están en registros. En este modo, los operandos están en registros que residen dentro de la CPU

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Indirecto mediante registros

El campo de operando de la instrucción contiene un identificador de registro en el que se encuentra la dirección efectiva del operando. En este modo el campo de la dirección de la instrucción da la dirección en donde la dirección efectiva se almacena en la memoria. El control localiza la instrucción de la memoria y utiliza su parte de dirección para acceder a la memoria de nuevo para leer una dirección efectiva. Unos pocos modos de direccionamiento requieren que el campo de dirección de la instrucción sea sumado al control de un registro especificado en el procesador. La dirección efectiva en este modo se obtiene del siguiente cálculo:

Dir. efectiva = Dir. de la parte de la instrucción + Contenido del registro del procesador...

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De desplazamiento

Combina el modo directo e indirecto mediante registros.

De pila

Se utiliza cuando el operando está en memoria y en la cabecera de la pila. Este direccionamiento se basa en las estructuras denominadas Pila(tipo LIFO), las cuales están marcados por el fondo de la pila y el puntero de pila (*SP), El puntero de pila apunta a la última posición ocupada. Así, como puntero de direccionamiento usaremos el SP. El desplazamiento más el valor del SP nos dará la dirección del objeto al que queramos hacer referencia. En ocasiones, si no existe C. de desplazamiento solo se trabajara con la cima de la pila. Este tipo de direccionamiento nos aporta flexibilidad pero por el contrario, es mucho más complejo que otros tipos estudiados más arriba.

Relativo a un registro base

Consiste, al igual que el indirecto a través de registro, en calcular la dirección efectiva (EA, effective address) como la suma del contenido del registro base y un cierto desplazamiento (offset) que siempre será positivo. Esta técnica permite códigos reentrantes y acceder de forma fácil y rápida a posiciones cercanas de memoria. Este modo de direccionamiento es muy usado por los ensambladores cuando se llaman a las funciones (para acceder a los parámetros almacenados en la pila).

Relativo a un registro índice

Es similar al anterior, excepto que es el contenido del registro índice el que indica el desplazamiento que se produce a partir de una dirección de memoria que se pasa también como argumento a la orden que utiliza este modo de direccionamiento. Aunque en esencia son dos modos equivalentes. La EA se calcula como la suma del contenido del registro índice y una dirección de memoria.

Indexado respecto a una base

Se trata de una combinación de los dos anteriores y consiste en calcular la dirección efectiva.

Relativo al contador de programa

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Consiste en dirección una posición de memoria usando como registro base al contador de programa (PC), el funcionamiento es análogo al direccionamiento respecto a registro base con la salvedad de que, en este caso, el offset puede ser también negativo.

Indexado con autoincremento/autodecremento

Es un método de direccionamiento análogo al indexao. La única diferencia es que permite un incremento o decremento de la dirección final o el registro índice según los siguientes casos:

Indexado con autopreincremento: Incrementa el registro índice primero (se incrementa un valor, según el tamaño del objeto direccionado) y luego calcula la EA al igual que el direccionamiento indexado.

Indexado con autoposincremento: Calcula la dirección efectiva y después incrementa esta.

Indexado con autopredecremento: Decrementa el registro índice y después calcula la dirección efectiva.

Indexado con autoposdecremento: Calcula la dirección efectica y después decrementa esta.

Instrucción de salto con direccionamiento absoluto

Consiste en cargar en el PC el valor que se especifica, p.e

jmp 0xAB ----> Carga 0xAB en PC

Direccionamiento Paginado

Paginado: La memoria se encuentra actualmente dividida en páginas(bloques de igual longitud).

Para obtener las direcciones necesitamos:

Indicador de página (IP): en un registro específico o de propósito general de la máquina.

Dirección de la palabra (DP): en el campo CD de la instrucción.

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Así, concatenando ambas partes obtenemos la dirección completa.

El problema viene cuando queremos referenciar un dato al que no podemos acceder de forma relativa (p.e porque los registros base no puedan alcanzar dicha posición aun con el incrnamiento absoluto. Sin embargo, sólo una pequeña parte de la memoria se puede acceder (64 kilobytes, si el desplazamiento es de 16 bits).

El desplazamiento de 16 bits puede parecer muy pequeño en relación con el tamaño de la memoria de los equipos actuales (esta es la razón por la 80386 se expandió a 32 bits). Podría ser peor ya que: los sevidores IBM System/360 sólo tienen un signo de 12 bits de desplazamiento. Sin embargo, el principio de localización se aplica en un corto espacio de tiempo, la mayoría de los elementos de datos que un programa quiere acceder están bastante cerca uno del otro.

Este modo de direccionamiento está estrechamente relacionado con el modo de direccionamiento absoluto.

Dentro de una subrutina, un programador estará principalmente interesado en los parámetros y las variables en los atributos del objeto actual.

Registro Un registro informático es un tipo o conjunto de datos almacenados en un sistema. En informática, existen distintos tipos de registros, pero en todos los casos hay una referencia al concepto de almacenar datos o información sobre el estado, procesos o uso de la computadora. En primer lugar, un registro del sistema viene a ser una base de datos que tiene el fin de almacenar configuración, opciones y comandos propios del sistema

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operativo. En general, estos registros se utilizan en los sistemas Windows de Microsoft. Un registro de sistema puede contener información y configuraciones del hardware y software en uso, preferencias del usuario, asociaciones de archivos y ficheros, usos de sistema, cambios y modificaciones, etcétera. Estos registros son conservados dentro del sistema con denominaciones como “User.dat” o “System.dat” y pueden ser recuperados por el usuario para su transporte a otro sistema. Otro tipo de registro es el de programación. Este tipo de dato está formado por varios elementos en asociación que responden a una misma estructura. Los registros de programación pueden ser elementales o complejos y guardan información sobre cómo el software o aplicación en particular funcionará o actuará en cada momento. Por otro lado, en una base de datos también se hace uso de registros. Cada registro representa un ítem o elemento único que se encuentra en una tabla, hoja o base. Así, el registro está configurado por el conjunto de datos que pertenecen a una entidad en particular. Dato

Un dato es una representación simbólica (numérica, alfabética, algorítmica, espacial, etc.) de un atributo o variable cuantitativa o cualitativa. Los datos describen hechos empíricos, sucesos y entidades. Es un valor o referente que recibe el computador por diferentes medios, los datos representan la información que el programador manipula en la construcción de una solución o en el desarrollo de un algoritmo.

Los datos aisladamente pueden no contener información humanamente relevante. Sólo cuando un conjunto de datos se examina conjuntamente a la luz de un enfoque, hipótesis o teoría se puede apreciar la información contenida en dichos datos. Los datos pueden consistir en números, estadísticas o proposiciones descriptivas. Los datos convenientemente agrupados, estructurados e interpretados se consideran que son la base de la información humanamente relevante que se pueden utilizar en la toma de decisiones, la reducción de la incertidumbre o la realización de cálculos. Es de empleo muy común en el ámbito informático y, en general, prácticamente en cualquier investigación científica.

En programación, un dato es la expresión general que describe las características de las entidades sobre las cuales opera un algoritmo. En Estructura de datos, es la parte mínima de la información.

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Un dato por sí mismo no constituye información, es el procesamiento de los datos

lo que nos proporciona información.

Instrucción

Se denomina instrucción en informática al conjunto de datos insertados en una secuencia estructurada o específica que el procesador interpreta y ejecuta.

Los tipos de instrucción permitidos están definidos y determinados dentro de cada plataforma en el conjunto de instrucciones (en inglés ISA, instruction set architecture), que también determina los registros de origen y destino de la CPU, y en ocasiones un dato inmediato (aquellos que son especificados explícitamente en la instrucción).

Estas instrucciones del computador son las que determinan el funcionamiento de la CPU que las ejecuta. La CPU puede realizar una diversidad de funciones, que son el reflejo de la variedad de las instrucciones definidas para dicha CPU. El programador tiene un repertorio de instrucciones como medio para controlar la CPU.

Interruptores

Interruptor DIP

Conjunto de interruptores DIP tipo deslizante.

Conjunto de interruptores DIP tipo tecla.

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Un DIP se trata de un conjunto de interruptores eléctricos que se presenta en un formato encapsulado (en lo que se denomina Dual In-line Package), la totalidad del paquete de interruptores se puede también referir como interruptor DIP en singular.

Características

Este tipo de interruptor se diseña para ser utilizado en un tablero similar al de circuito impreso junto con otros componentes electrónicos y se utiliza comúnmente para modificar/personalizar el comportamiento hardware de un dispositivo electrónico en ciertas situaciones específicas. Fueron utilizados considerablemente en las viejas tarjetas ISA (Acrónimo de Industry Standard Architecture). En informática la denominación del diseño de bus del equipo PC/XT de IBM, que permite añadir varios adaptadores adicionales de forma que las tarjetas que se conectaban en zócalos de expansión de un PC, para seleccionar el número de IRQs, una petición de la interrupción (IRQ es una señal recibida por el procesador de un ordenador, indicando que debe "interrumpir" el curso de ejecución actual y pasar a ejecutar código específico para tratar esta situación), y direcciones de memoria.

Los interruptores DIP son una alternativa a los jumper. Su ventaja principal es que son más rápidos y fáciles de configurar y cambiar y no hay piezas sueltas que perder. Se pueden considerar como conjunto de interruptores minúsculos para ser insertados en circuitos impresos. El encapsulado para los interruptores es el DIP donde la separación estándar entre patas es de una décima de pulgada.

Usos

Los interruptores DIP permiten al usuario configurar un circuito impreso para un tipo particular de computadora o de uso específico. Las instrucciones de instalación deben decir perfectamente cómo fijar los interruptores del DIP. Los interruptores DIP son siempre interruptores de tipo palanca, en los cuales los centrales tienen dos posiciones posibles "ON" o "OFF" (en vez de por intervalos) y generalmente se puede ver los números 1 y 0.

Una de las ventajas históricas del Macintosh sobre el PC es que permitía la configuración de los circuitos incorporando comandos del software en vez de fijar los interruptores DIP. Sin embargo, los nuevos estándares plug and play hicieron que los interruptores DIP se volvieran obsoletos en las PC modernas.

Mascara

La máscara en informática es el conjunto de datos que, junto con una operación permiten extraer selectivamente ciertos datos almacenados en otro conjunto. El

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término proviene, en sentido figurado, de la capacidad de las máscaras para permitir a través de sus agujeros la visualización de ciertas partes de aquello que cubren, a la vez que ocultan (enmascaran) aquello tapado por las zonas no perforadas.

El tipo de máscara más frecuente es la llamada máscara de bits (bitmask, en inglés), que extrae ciertos bits particulares de las cadenas binarias.

PSW

En computación, el Program Status Word (PSW) es un área de la memoria o registro que contiene información sobre el estado de un programa utilizado por el sistema operativo. Normalmente incluye un puntero (dirección) a la siguiente instrucción a ejecutarse. El PSW contiene un campo de error y un código de condición.

La longitud del PSW depende de la arquitectura. En general, el PSW es utilizado para controlar la ejecución secuencial de instrucciones e indicar el estado del sistema en relación al programa en ejecución. Almacenando el PSW durante una interrupción, el estado de la CPU puede ser preservado para una posterior inspección. Cargando un nuevo PSW o una parte de un PSW, el estado de la CPU puede ser inicializado o modificado.

Configuracion del computador Cuando se hace referencia a la configuración de tipo informática se está hablando de aquel grupo de datos e información que caracteriza a diferentes elementos de una computadora, como pueden ser programas, aplicaciones o elementos de hardware / software. La configuración es lo que hace que cada parte de la computadora cumpla una función específica porque es lo que eventualmente la define. La configuración de un programa o elemento de la computadora está por lo general pre-dada y es pre-existente a la instalación del mismo. Esta configuración será lo que determine cómo, a través de qué medios y con qué recursos funcionará el elemento, pero sin embargo, este conjunto de informaciones puede ser alterado si así se considera necesario (tanto para corregir un error como para dar nuevas funciones o redefinir el elemento en diferentes modos). Hay dos tipos principales de configuración y aquí debemos hablar de configuraciones predeterminadas como también de configuraciones personalizadas. Estos nombres nos dan una idea de las diferencias entre una y otra posibilidad: mientras la configuración es la que está dada y que puede existir automáticamente, la configuración personalizada es aquella realizada por el usuario con un objetivo específico. Salvo algunos casos, nunca es recomendado

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mantener una configuración predeterminada ya que además de no seguir nuestros intereses o necesidades personales, también puede ser fácilmente alterada por agentes externos como virus y hackers. En cambio, la configuración personalizada transformará al elemento en cuestión en algo mucho más útil a la vez que seguro. Es también importante señalar que las configuraciones (tanto predeterminadas como personalizadas) pueden eventualmente llevar a errores. Esto está relacionado generalmente con errores de escritura en la definición de los elementos de la configuración. Si se cuenta con una configuración defectuosa, el programa o elemento funcionará de manera incorrecta y es por eso que se le solicitará al usuario reconfigurar el sistema lo más pronto posible.

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REFERENCIAS ELECTRONICAS

Fundación Wikimedia, Inc. (2015) Arquitectura de computadoras,

disponible en (es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura_de_computadoras)

Fundación Wikimedia, Inc. (2015) Unidad Central de Procesamientos,

disponible en (es.wikipedia.org/wiki/Unidad_central_de_procesamiento)

Fundación Wikimedia, Inc. (2015) Memorias Informáticas, disponible

(es.wikipedia.org/wiki/Memoria_(informática))

Definición abc, disponible en (definicionabc.com/tecnologia/registro-2.php

es.wikipedia.org/wiki/Dato)

Fundación Wikimedia, Inc. (2015) Instrucciones Informáticas, disponible en

(es.wikipedia.org/wiki/Instrucci%C3%B3n_inform%C3%A1tica)

Fundación Wikimedia, Inc. (2015) interruptores Informaticos DIP, disponible

(es.wikipedia.org/wiki/Interruptor_DIP)

Fundación Wikimedia, Inc. (2015) Mascaras Informaticas, disponible en

(es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1scara_%28inform%C3%A1tica%29)

Fundación Wikimedia, Inc. (2015) PSW, disponible en

(es.wikipedia.org/wiki/Program_Status_Word)

Definicion abc, (2015) disponible en

(definicionabc.com/tecnologia/configuracion.php)