1. Arquitectura
de
Computadoras

2. Arquitecturas
– Von Neumann
– Harvard
– Otras (Multiprocesador,
Sistemas distribuidos)

3. Corresponde a la estructura, organización, e interconexión de las
diversas partes de un computador
Arquitectura de Computadores
 Arquitectura del set de instrucciones
 Cantidad de instrucciones
 Tamaño de las instrucciones
 Maneras de acceder a memoria
 Organización funcional
 Registros
 Interconexión entre los componentes
 Mecanísmos de Entrada/Salida (I/O)
 Jerarquías de memoria

4. • Que hace un computador.
– Almacenar Datos (leer - escribir).
– Almacenar Programas.
– Ejecutar operaciones sobre datos.
– Ejecutar algoritmos.
– Recibir nuevos datos.
– Entregar resultados.
Arquitectura de Computadores

5. John von Neumann (se pronuncia «fon
noiman»)
(28 de diciembre de 1903 - 8 de febrero de 1957)
Fue un matemático húngaro-
estadounidense, de ascendencia judía.
Fue pionero de la computadora digital
moderna y de la aplicación de la teoría
operadora a la mecánica cuántica.
Participó del Proyecto Manhattan
Arquitectura de Computadores

6. Trabajó con Eckert y Mauchly en la
Universidad de Pennsylvania, donde
publicó un artículo acerca del
almacenamiento de programas.
El concepto de programa almacenado
permitió la lectura de un programa
directamente desde la memoria del
computador, así como la ejecución de las
instrucciones del mismo sin necesidad de
un medio externo (cinta).
(Tomado de Wikipedia: John von Neumann)
Arquitectura de Computadores

7. • John von Neumann propuso una manera de
estructurar un computador.
– Almacenar Datos (leer - escribir).
– Almacenar Programas.
– Ejecutar operaciones sobre datos.
– Ejecutar algoritmos.
– Recibir nuevos datos.
– Entregar resultados.
CPU
Memoria
Input/Output
Arquitectura de Computadores

8. Arquitectura de Computadores

9. CPU, Memoria e I/O se comunican a través de Buses
I/OMemoria
Address Bus
Control
CPU
Control
Data Bus
Arquitectura de Computadores

10. ARQUITECTURA VON NEUMANN
Computadores digitales fue establecida en 1945
por Von Neumann.
Este tipo de arquitectura consta de los siguientes
bloques:
• Memoria principal
• Unidad aritmético-lógica
• Unidad de control
• Unidad de entrada/salida
• Buses

11. MEMORIA PRINCIPAL
• Se emplea para almacenar datos o
instrucciones.
• Cada celda está compuesta de un número
de bits que nos da el ancho de palabra de
la memoria.

12. UNIDAD ARITMÉTICO-LÓGICA
• Permite realizar las operaciones
elementales (AND, OR, NAND, NOR,
suma, resta, etc.). Estas operaciones las
realiza con datos procedentes
normalmente de la memoria y los
resultados parciales los almacena o no
temporalmente en algunos registros que
suele tener la propia unidad aritmética.

13. UNIDAD DE CONTROL
• Es la unidad que gobierna y gestiona
el comportamiento de un computador.

14. UNIDAD DE ENTRADA/SALIDA
• realiza la transferencia de información con
el exterior, con las unidades que se
conocen con el nombre de periféricos.

15. BUSES
• Bus de datos: circulan los datos de las
operaciones que se van a efectuar.
• Bus de direcciones: circulan las direcciones
de memoria donde se encuentra almacenado
algún tipo de información a la que se desea
acceder.
• Bus de control : circulan las señales de control
generadas por la unidad de control para la
ejecución de las instrucciones.

16. Arquitectura Harvard
• Utiliza 2 memorias independientes
– Datos
– Instrucciones
• El término proviene de la computadora
Harvard Mark I, que almacenaba las
instrucciones en cintas perforadas y los
datos en interruptores.

17. • Ventajas de la arquitectura Harvard
– Instrucciones y datos de distinto largo
– Memorias de distinto tamaño
• bits de direccionamiento distintos
– Memorias con distinta tecnología
– Disminuyo el cuello de botella en el acceso a
memoria
– En controladores embebidos:
• RAM para los datos
• ROM para las instrucciones
Arquitectura Harvard

18. Arquitectura de Von Neumann
• Ventajas de la arquitectura de von Neumann
– Uso mas eficiente de la memoria
• Jerarquía de memoria no requiere estar dividida en 2
– Más simple arquitectónicamente
• Un solo tipo de instrucciones para acceder a memoria
• Un solo bus de datos y de direcciones
 Una misma forma de acceso a datos e instrucciones
– Mayor flexibilidad
• Útil para el sistema operativo
• Paginación a disco
• Código automodificante
 CPU con menos operaciones y mas flexible

19. Von Neumann vs. Harvard

20. Procesador
Memoria
local *
Procesador
Memoria
local
Procesador
Memoria
local
Procesador
Memoria
local
Memoria Principal I/O
* Memoria Local: mantiene una copia local de una porción de la memoria principal
Otras: Multiprocesador

21. • Ventajas
– Procesamiento paralelo
– Cercanía entre CPUs permite
altas tasas de transferencia de
datos
• Desventajas
– No todo es paralelizable
– Problemas de coherencia de
memoria local con memoria
principal
Otras :Multiprocesador

22. Otras: Sistemas Distribuidos
Red de interconexión
Procesador
Memoria
I/O
Procesador
Memoria
I/O
Procesador
Memoria
I/O

23. Red de interconexión
 Cada nodo funciona como un computador
independiente
 Se comunican por red
 Distintas topologías: estrella, anillo, etc.
Otras: Sistemas Distribuidos

24.  Ventajas
 Procesamiento paralelo
 Facilidad de incorporar y quitar nodos
del sistema
 Desventajas
 No todo es paralelizable
 Overhead en la transferencia de datos
es considerablemente mayor
 Problemas de coherencia de
memorias
Otras: Sistemas Distribuidos

25. PERIFÉRICOS

26. En informática, se denominan
periféricos a los aparatos o
dispositivos auxiliares e
independientes conectados a la
unidad central de almacenamiento
de una computadora.

27. Se consideran periféricos tanto a las
unidades o dispositivos a través de
los cuales la computadora se
comunica con el mundo exterior,
como a los sistemas que almacenan
o archivan la información, sirviendo
de memoria auxiliar de la memoria
principal.

28. Se entenderá por periférico al conjunto
de dispositivos que, sin pertenecer al
núcleo fundamental de la computadora,
formado por la CPU y la memoria
central, permitan realizar operaciones
de entrada/salida(E/S) complementarias
al proceso de datos que realiza la CPU.

29. Estas tres unidades básicas en un
computador, CPU, memoria central y el subsistema
de E/S, están comunicadas entre sí por tres buses o
canales de comunicación:
•El bus de direcciones, para seleccionar la dirección
del dato o del periférico al que se quiere acceder.
•El bus de control, básicamente para seleccionar la
operación a realizar sobre el dato (principalmente
lectura, escritura o modificación).
•El bus de datos, por donde circulan los datos.

30. A pesar de que el término periférico implica a
menudo el concepto de “adicional pero no
esencial”, muchos de ellos son elementos
fundamentales para un sistema informático. El
teclado y el monitor, imprescindibles en cualquier
computadora personal de hoy en día (no lo fueron
en los primeros computadores), son
posiblemente los periféricos más comunes, y es
posible que mucha gente no los considere como
tal debido a que generalmente se toman como
parte necesaria de una computadora.

31. tipos de periféricos
Tipos de Periféricos
tipos de periféricos

32. •Periféricos de Entrada:
captan y envían los datos al dispositivo que los procesara.
Son los que permiten introducir datos externos a
la computadora para su posterior tratamiento
por parte de la CPU. Estos datos pueden provenir de
distintas fuentes, siendo la principal un ser humano. Los
periféricos de entrada más habituales son:

33. •Mouse
•Teclado
•Micrófono
•Escáner
•Mouse
•Escáner de código de barras
•Cámara web
•Lápiz óptico

34. •Periféricos de salida:
Son los que reciben información que es
procesada por la CPU y la reproducen para
que sea perceptible para el usuario. Algunos
ejemplos son:
•Monitor
•Impresora
•Fax
•Tarjeta de sonido
•Altavoz

35. Periféricos de almacenamiento
Interior de un disco duro.
Se encargan de guardar los datos de los que hace uso la CPU
para que ésta pueda hacer uso de ellos una vez que han sido
eliminados de la memoria principal, ya que ésta se borra cada
vez que se apaga la computadora. Pueden ser internos, como un
disco duro, o extraíbles, como un CD. Los más comunes son:
Periféricos de almacenamiento
•Periféricos de
Almacenamiento

36. •Disco duro
•Disquete
•Unidad de CD
•Unidad de DVD
•Unidad de Blu-ray Disc
•Memoria flash
•Cinta magnética
•Tarjeta perforada
•Memoria portátil

37. •Periféricos de comunicación
Su función es permitir o facilitar la interacción entre dos omás computadoras, o entre
una computadora y otro periférico externo a la computadora. Entre
ellos se encuentran los siguientes:
•Fax-Módem
•Tarjeta de red
•Concentrador
•Switch
•Enrutador
•Tarjeta inalámbrica
•Tarjeta Bluetooth
•Controlador ambos exista un tercer elemento que actúe como traductor de señales.
• Este traductor es un circuito electrónico denominado interfaz.