estructura del computador

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ESTRUCTURA BÁSICA DE LOS COMPUTADORES

jonathan puello, oscar melendez

Módulos que componen la estructura básica

EL REPERTORIO DE INSTRUCCIONES

PARÁMETROS DE DISEÑO

Fases de ejecución de una instrucción

Tipos de Instrucciones

Tipos de Operadores

Formato de las Instrucciones

Modos de Direccionamiento

Índice

Unidad de Entrada/Salida (E/S)Función: Facilita la comunicación entre el computador y el mundo exterior.Ejemplos: Teclado, ratón, impresora, monitor, discos, interfaces de red.Propósito: Permite la entrada de datos para procesarlos y la salida de información hacia el usuario.

Módulos que componen la estructura básica

Unidad de Procesamiento Central (CPU)Función: Ejecuta las instrucciones y realiza los cálculos.Componentes: Unidad aritmético-lógica (ALU) y unidad de control.Propósito: Realiza las operaciones de procesamiento, como cálculos aritméticos, lógicos y toma de decisiones.

Unidad de ControlFunción: Coordina y gestiona todas las operaciones del computador.Componentes Principales: Registro de instrucciones, decodificador y controlador.Propósito: Interpreta las instrucciones y controla el flujo de datos entre los diferentes módulos, garantizando que las instrucciones se ejecuten en el orden correcto.

Memoria Principal (RAM)Función: Almacena temporalmente los datos y programas que está utilizando la CPU.Características: Acceso rápido, temporal (volátil) y de capacidad limitada en comparación con la memoria secundaria.Propósito: Proporciona acceso rápido a los datos y a las instrucciones necesarias durante el procesamiento.

Búsqueda de Instrucción (Fetch)Descripción: La CPU localiza y recupera (o "extrae") la instrucción desde la memoria principal (RAM) hacia el registro de instrucciones de la CPU.Proceso: La dirección de memoria de la siguiente instrucción se carga en el Contador de Programa (PC), y luego se copia al Registro de Instrucción (IR).Decodificación de la Instrucción (Decode)Descripción: La CPU interpreta la instrucción recuperada para determinar qué operación debe realizarse.Proceso: La instrucción es decodificada por la Unidad de Control, la cual identifica el código de operación (op-code) y los operandos necesarios para ejecutar la instrucción.

Fases de ejecución de una instrucción

Presentación del módulo

Escritura de Resultados (Write Back)Descripción: Los resultados de la instrucción se almacenan en un registro o en la memoria principal.Proceso: La CPU almacena los resultados en un lugar específico para ser usados en futuras instrucciones o para ser enviados a la salida.Actualización del Contador de Programa (PC Update)Descripción: El Contador de Programa se actualiza para apuntar a la siguiente instrucción.Proceso: Dependiendo del tipo de instrucción, el PC se incrementa secuencialmente o puede modificarse en caso de una instrucción de salto.

Búsqueda de Operando(s) (Fetch Operands)Descripción: En algunos casos, la instrucción necesita uno o más datos que están almacenados en la memoria.Proceso: Si los datos no están en los registros, la CPU los busca en la memoria y los carga en registros específicos para que la ALU (Unidad Aritmético-Lógica) los utilice.Ejecución de la Instrucción (Execute)Descripción: La CPU realiza la operación indicada por la instrucción.Proceso: Dependiendo del tipo de operación, la ALU puede realizar cálculos (como suma o resta) o la Unidad de Control puede gestionar otras tareas (como un salto de programa).

es el conjunto completo de operaciones básicas que un procesador (CPU) puede entender y ejecutar. Estas instrucciones definen las tareas fundamentales que la CPU puede realizar, como operaciones aritméticas, lógicas, transferencia de datos y control de flujo. Cada tipo de procesador tiene su propio repertorio de instrucciones, lo cual determina su capacidad para ejecutar distintos programas y su compatibilidad con el software.Concepto: Es el conjunto específico de instrucciones (códigos de operación) que una CPU puede ejecutar. Este conjunto varía según la arquitectura del procesador.Importancia: Determina la capacidad del procesador para realizar diversas tareas y afecta su eficiencia y compatibilidad con software.

definición

EL REPERTORIO DE INSTRUCCIONES

Instrucciones de Transferencia de Datos:Descripción: Mueven datos entre la memoria y los registros.Ejemplos: Cargar (LOAD), almacenar (STORE), mover datos entre registros (MOV).Instrucciones Aritméticas:Descripción: Realizan operaciones matemáticas básicas.Ejemplos: Suma (ADD), resta (SUB), multiplicación (MUL), división (DIV).Instrucciones Lógicas:Descripción: Efectúan operaciones lógicas entre bits.Ejemplos: AND, OR, NOT, XOR.

Tipos de Instrucciones

Instrucciones de Control de Flujo:Descripción: Alteran la secuencia de ejecución de un programa.Ejemplos: Saltos condicionales (JUMP), llamadas a subrutinas (CALL), retorno (RETURN).Instrucciones de Manipulación de Bits:Descripción: Realizan operaciones directas a nivel de bits en los datos.Ejemplos: Desplazamientos (SHIFT), rotaciones (ROTATE).Instrucciones de Entrada/Salida:Descripción: Gestionan la transferencia de datos entre el procesador y los dispositivos de entrada/salida.Ejemplos: Entrada (IN), salida (OUT).

Controlador de Interrupciones y Entradas/Salidas El diseño del sistema de interrupciones permite que el computador responda rápidamente a los eventos y solicitudes externas.

Memoria y CachéLa memoria debe ser organizada y estructurada para maximizar velocidad y eficiencia. La caché se diseña para reducir el tiempo de acceso a los datos frecuentemente usados.

Interconexión de Componentes Incluye buses y circuitos que conectan los distintos elementos, afectando la velocidad y eficiencia del sistema.

Arquitectura del Procesador Define la estructura general, como el conjunto de instrucciones (ISA), número de bits (32 o 64 bits), y la arquitectura interna (RISC o CISC).

Unidad Aritmético-Lógica (ALU)Debe considerarse el diseño de la ALU, que es responsable de operaciones aritméticas y lógicas. La cantidad y tipos de operaciones soportadas afectan el rendimiento.

PARÁMETROS DE DISEÑO

LógicosRealizan operaciones como AND, OR, XOR, NOT, que son esenciales para decisiones condicionales..

De Desplazamiento Mueven bits hacia la izquierda o derecha, útiles en ciertas optimizaciones y en cálculos.

De Comparación Incluyen igual a, mayor que, menor que, y otros que comparan valores para la ejecución de condiciones.

De Control de FlujoCambian el flujo de ejecución, como saltos condicionales o incondicionales (ej. JUMP, CALL)..

Aritméticos Incluyen suma, resta, multiplicación, división, y operaciones de incremento/decremento.

Tipos de Operadores

Indirecto:Usa una dirección de memoria para señalar otra dirección donde se encuentra el operando.

Indexado: Usa un registro índice que se suma a una dirección base para calcular la dirección final.

Inmediato: El operando está directamente en la instrucción, útil para constantes.

Relativo al Programa: Calcula la dirección del operando basándose en la ubicación actual del contador de programa (PC).

Directo: La instrucción contiene la dirección de memoria donde se encuentra el operando.

Modos de Direccionamiento

Longitud de la Instrucción: Puede ser fija (en bits o bytes) o variable. Esto afecta el ancho de banda necesario y el diseño del decodificador.

El formato de las instrucciones define la estructura y el tamaño de las instrucciones que el procesador puede interpretar:

Formato de las Instrucciones

Campos de la Instrucción: Comúnmente, incluyen un código de operación (opcode), uno o más operandos, y un campo para el modo de direccionamiento.

Tipos de Instrucción: Dependiendo del tipo, pueden ser instrucciones aritméticas, de movimiento de datos, de control de flujo, o de manipulación de bits.

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+Ideas clave

+Ejemplo

De cara a incluir referencias te recomendamos que recurras a las Normas APA. Según estas normas, cada entrada debe incluir cuatro elementos básicos: el autor, fecha de publicación, título del trabajo y fuentepara recuperación.

La comunicación visual es una herramienta clave para mejorar el proceso de enseñanza y aprendizaje. Nos resulta más sencillo 'leer' imágenes, que leer un texto escrito. De ahí que sea beneficioso elaborar contenidos para tus clases que incluyan datos dentro de tablas o gráficos. Disciplinas como el Visual Thinking facilitan el aprendizaje gracias al uso de imágenes, gráficas, infografías y dibujos sencillos.

Incluye infografías en tus creaciones

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Sesiones de aprendizaje

Planificar la estructura de tus contenidos.
Darle peso visual a los puntos clave y más principales.
Definir mensajes secundarios con interactividad.
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Incluye elementos visuales adecuados al tema.
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Pregunta 2-5

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+Resumen

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Incluye elementos visuales adecuados al tema.
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¿Qué conocimientos has adquirido?

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A la hora de llevar a cabo una presentación hay que perseguir dos objetivos: transmitir información y evitar bostezos. Para ello puede ser una buena praxis hacer un esquema y utilizar palabras y conceptos que ayuden a la asimilación del contenido.

Si quieres aportar información adicional o desarrollar el contenido con más detalle puedes hacerlo a través de tu exposición oral. Te recomendamos que entrenes tu voz yensayes: ¡la mejor improvisación siempre es la más trabajada!

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Sesiones de aprendizaje

+Reflexiona

+Ideas clave

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Inserta un vídeo genial para tu presentación

Si quieres aportar información adicional o desarrollar el contenido con más detalle puedes hacerlo a través de tu exposición oral. Te recomendamos que entrenes tu voz y ensayes: ¡la mejor improvisación siempre es la más trabajada!

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Lo que lees: la interactividad y la animación pueden hacer que el contenido más aburrido se convierta en algo divertido. En Genially, además creamos nuestros diseños para que faciliten la comprensión y el aprendizaje, para que subas de nivel con interactividad y conviertas tu contenido en algo que aporta valory engancha.

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Lo importante es que todo se adecúe al tema.

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Puedes añadir interactividad atu timeline.

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Para contar historias de forma ordenada, jerárquica, estructurada y concisa. Estos son los cuatro pilares para llevar a cabo una presentación exitosa.

Timeline genial, paso a paso

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+Info

El contenido visual es un lenguaje transversal y universal, como la música. Somos capaces de entender imágenes de hace millones de años, incluso deotras culturas.

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Aquí puedes incluir un dato relevante a destacar

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Anima tu contenido y llévaloal siguiente nivel

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Sorprende a tu clasecon info adicional.

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Los contenidos multimedia son esenciales para conseguir un efecto WOW en tus clases. Incluir un hilo musical, audios o efectos de sonido aquí... ¡Siempre suma!

Aquí puedes poner un título destacado

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Aquí puedes incluir un dato relevante a destacar

Comprueba

Mail: Genera experiencias de aprendizaje con tu contenido.
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Puedes hacer un esquema para sintetizar el contenido y utilizar palabras que ayuden a consolidar las estructuras mentales del alumnado.

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Resolución caso práctico

+Info

Planificar la estructura de tus contenidos.
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Medir los resultados.

La comunicación visual interactiva paso a paso:

Resumen del módulo

Incluye elementos visuales adecuados al tema.

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Y mantiene su atención hasta el final.

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Engancha a toda la clase...

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Mejora la comprensión sobre cualquier tema.

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¿Sabías que Genially permite compartir tu creación directamente, sin necesidad de descargas? Listo para que el alumnado pueda visualizarlo en cualquier dispositivo y aprender en cualquier lugar.

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Prueba 1-5

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Aprovecha este espacio para escribir una pequeña explicación que desarrolle la respuestacorrecta y favorezca su comprensión.

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Prueba 2-5

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Prueba 3-5

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Prueba 4-5

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Prueba 5-5

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Aquí puedes incluir un dato relevante a destacar

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+Resumen

Mejora la comprensión sobre cualquier tema.
Engancha a toda la clase...
Y mantiene su atención hasta el final.
Incluye elementos visuales adecuados al tema.
Muestra datos e info de forma visual.
Usa la interactividad para profundizar en los conceptos.

¿Qué conocimientos has adquirido?

Aquí puedes incluir un texto para dar la enhorabuena y desear suerte a tu clase al acabar el quiz.

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Sesiones de aprendizaje

Página de recursos 5

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Enlaces de interés

Apellido Apellido, Autor (20XX), Título del libro. Lugar de publicación: Editorial.

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Bibliografía

Para profundizar

Inicio

Reflexiona sobre lo que has aprendido en este módulo

La animación confiere un valor añadido a nuestros contenidos al ayudarnos a captar la atención, a jerarquizar las ideas y a hacer que nuestra clase recuerde el contenido.

¡Buen trabajo!

Módulo finalizado

Puedes añadir un contenido adicional que emocione al cerebro de tu alumnado: vídeos, imágenes, enlaces, interactividad... ¡Lo que tú quieras!

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Comprueba que en la resolución del caso práctico se cumplen los siguientes elementos:

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La interactividad es la pieza clave para captar el interés y la atención de tus estudiantes. Un genially es interactivo porque tu grupo explora y se relaciona con él.

Truquito:

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¿Qué he aprendido? Principales conceptos e ideas.
¿Cómo lo he aprendido? Pasos seguidos para aprenderlo: trabajo en grupo, investigación, análisis de información, profundización, etc.
¿Qué ha sido lo más fácil? ¿y lo más difícil?
¿Para qué me ha servido? Utilidad de lo aprendido
¿En qué otras situaciones puedo utilizarlo? Extrapolación de lo aprendido a otras asignaturas, a la vida cotidiana, etc

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ANCIENT EGYPT

MONSTERS COMIC "SHARING IS CARING"

PARTS OF THE ANIMAL CELL

PARTS OF A PROKARYOTIC CELL

PARTS OF THE PLANT CELL

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