Curso: Arquitectura de ordenadores

1. Introducción

Capítulo siguiente: 2 - La unidad central de proceso

Presentación del curso.

En este curso se pretende exponer una visión general de la arquitectura de un ordenador analizando sus distintos elementos.

Definiciones de: ordenador, arquitectura y organización del ordenador.

Se puede definir la arquitectura de ordenadores como el estudio de la estructura, funcionamiento y diseño de ordenadores. Esto incluye, sobre todo a aspectos de hardware, pero también afecta a cuestiones de software de bajo nivel.

Ordenador, dispositivo electrónico capaz de recibir un conjunto de instrucciones y ejecutarlas realizando cálculos sobre los datos numéricos, o bien compilando y correlacionando otros tipos de información.

Reseña histórica de los computadores

- La era mecánica de los computadores: podríamos decir que las máquinas mecánicas de calcular constituyendo la "era arcaica" o generación 0 de los ordenadores. Una evolución de estas máquinas son las máquinas registradoras mecánicas que aún existen en la actualidad. Otro elemento de cálculo mecánico que se utilizó hasta hace pocos años fue la regla de cálculo que se basa en el cálculo logaritmo y cuyo origen son los círculos de proporción de Neper. Ingenios clásicos de esa etapa fueran la máquina de Pascal, que podía realizar sumar, restas y, posteriormente, multiplicaciones y divisiones, y las dos máquinas de Charles Babbage: la máquina de diferencias y la analítica. Esta última fue la precursora de los computadores actuales.

La fase final en la mecánica de la informática y la constituyen los ordenadores electromecánicos basados en lógica de relés (década de los 30).

- La era electrónica de los ordenadores: Los ordenadores envasados en elementos mecánicos planteaban ciertos problemas:

La velocidad de trabajo está limitada a inercia de la partes móviles.

La transmisión de la información por medios mecánicos (engranajes, palancas, etcétera.) es poco fiable y difícilmente manejable.

Los computadores electrónicos salvan estos inconvenientes ya que carecen de partes móviles y la velocidad de transmisión de la información por métodos eléctricos no es comparable a la de ningún elemento mecánico.

El primer elemento electrónico usado para calcular fue la válvula de vacío y, probablemente, el primer computadores electrónicos de uso general fue el E.N.I.A.C. (Electronic Numerical Integrator Calculator) construido en Universidad de Pennsylvania (1943-46). El primer computador de programa al-macenado fue el E.D.V.A.C. (Electronic Discrete Variable Computer, 1945-51) basado en la idea de John Von Neumann, que también participó en el proyecto E.N.I.A.C. de que el programa debe almacenarse en la misma memoria que los datos.

- Generaciones de ordenadores: En la evolución de las máquinas para el tratamiento automático de la información pueden distinguirse una acería que y tos que marcan la diferencia entre las denominadas generaciones de ordenado-res. Las generaciones habidas hasta la actualidad han sido:

1ª generación: (1946-1955) Computadores basados en válvula de vacío que se programaron en lenguaje máquina o en lenguaje ensamblados.

2ª generación: (1953-1964) Computadores de transistores. Evolucionan los modos de direcciona-miento y surgen los lenguajes de alto nivel.

3ª generación: (1964-1974) Computadores basados en circuitos integrados y con la posibilidad de trabajar en tiempo compartido.

4ª generación: (1974- ) Computadores Que integran toda la CPU en un solo circuito integrado (microprocesadores). Comienzan a proliferar las redes de computadores.

Bibliografía: Bastida, J.: Introducción a la Arquitectura de Computadores. Secretariado de Publicaciones de la Universidad de Valladolid, 1995