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[[Archivo:Computer abstraction layers-es.svg|thumb|Una visión típica de una arquitectura de computadora como una serie de [[capa de abstracción|capas de abstracción]]:<br />
1. [[Hardware]],<br />
2. [[Firmware]],<br />
3. [[Lenguaje ensamblador|Ensamblador]],<br />
4. [[Núcleo (informática)|''Kernel'']],<br />
5. [[Sistema operativo|S.O.]] y [[Proceso (informática)|aplicaciones]].]]
La '''arquitectura de computadoras''' es el diseño conceptual de las maquinas ed millo hp"hifue!2@@@!" y la estructura operacional fundamental de un sistema de [[computadora]]s. Es decir, es un modelo y una descripción funcional de los [[Requerimiento (sistemas)|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]] ([[Central Processing Unit|CPU]]) trabaja internamente y accede a las direcciones de [[Memoria (informática)|memoria]].
También suele definirse como la forma de seleccionar e interconectar componentes de [[hardware]], para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costo.
La computadora recibe y envía la información a través de los [[Periférico (informática)|periférico]]s, por medio de los canales. La CPU es la encargada de procesar la información que le llega a la computadora. El intercambio de información se tiene que hacer con los periféricos y la CPU. Puede considerarse que todas aquellas unidades de un sistema, exceptuando la CPU, se denomina periférico, por lo que la computadora tiene dos partes bien diferenciadas, que son:
# la CPU (encargada de ejecutar programas y que también se considera compuesta por la [[memoria principal]], la [[unidad aritmético lógica]] y la [[unidad de control]]), y
# los periféricos (que pueden ser de entrada, salida, entrada/salida, almacenamiento y comunicaciones).
== Introducción ==
La '''implantación de instrucciones''' es similar al uso de una serie de desmontaje en una [[fábrica]] de [[manufactura]]ción. En las [[Cadena de montaje|cadenas de montaje]], el producto pasa a través de muchas etapas de [[Producción en cadena|producción]] antes de tener el producto desarmado. Cada etapa o segmento de la cadena está especializada en un área específica de la línea de producción y lleva a cabo siempre la misma actividad. Esta [[tecnología]] es aplicada en el diseño de [[Microprocesador|procesadores]] eficientes.
A estos procesadores se les conoce como ''pipeline processors''. Estos están compuestos por una lista de segmentos lineales y secuenciales en donde cada segmento lleva a cabo una tarea o un grupo de tareas computacionales. Los datos que provienen del exterior se introducen en el sistema para ser procesados. La computadora realiza operaciones con los datos que tiene almacenados en [[Memoria (informática)|memoria]], produce nuevos datos o información para uso externo.
Las arquitecturas y los '''[[Conjunto de instrucciones|conjuntos de instrucciones]]''' se pueden clasificar considerando los siguientes aspectos:
* '''Almacenamiento de operandos en la CPU''': dónde se ubican los operadores aparte de la substractora informativa (SI).
* '''Cantidad de operandos explícitos por instrucción''': cuántos operandos se expresan en forma explícita en una instrucción típica. Normalmente son 0, 1, 2 y 3.
* '''Posición del operando''': ¿cualquier operando puede estar en memoria, o deben estar algunos o todos en los registros internos de la CPU?. Cómo se especifica la dirección de memoria (modos de direccionamiento disponibles).
* '''Operaciones''': qué operaciones están disponibles en el conjunto de instrucciones.
* '''Tipo y tamaño de operandos''' y cómo se especifican.
== Almacenamiento de operandos en la CPU ==
La diferencia básica está en el almacenamiento interno de la CPU. Las principales alternativas son:
* [[acumulador (informática)|Acumulador]].
* Conjunto de registros.
* Memoria.
Pero antes hay que tomar en cuenta que la informaciones procesadas son de suma importancia.
;Características:
* En una arquitectura de '''acumulador''', un operando está implícitamente en el acumulador siempre leyendo e ingresando datos (por ejemplo, una calculadora estándar).
* En la arquitectura de '''pila''' no es necesario nombrar a los operandos ya que estos se encuentran en el tope de la pila (por ejemplo, calculadora de pila HP).
* La arquitectura de '''registros''' tiene sólo operandos explícitos (es aquel que se nombra) en registros o memoria.
=== Ventajas de las arquitecturas ===
* '''Pila''':
** Modelo sencillo para evaluación de expresiones ([[notación polaca inversa]]).
** Instrucciones cortas pueden dar una buena densidad de código.
* '''Acumulador''':
** Instrucciones cortas.
** Minimiza estados internos de la máquina (unidad de control sencilla).
* '''Registro''':
** Modelo más general para el código de instrucciones parecidas.
** Automatiza generación de código y la reutilización de operandos.
** Reduce el tráfico a memoria.
** Una computadora tiene 32 registros, como estándar.
** El acceso a los datos es más rápido y veloz.
=== Desventajas de las arquitecturas ===
* '''Pila''':
** A una pila no se puede acceder aleatoriamente.
** Esta limitación hace difícil generar código eficiente.
** También dificulta una implementación eficiente, ya que la pila llega a ser un cuello de botella es decir que existe dificultad para la transferencia de datos en su velocidad mk.
* '''Acumulador''':
** Como el acumulador es solamente almacenamiento temporal, el tráfico de memoria es el más alto en esta aproximación.
* '''Registro''':
** Todos los operadores deben ser nombrados, conduciendo a instrucciones más largas.
== Véase también ==
* [[32 bits]]
* [[64 bits]]
* [[Arquitectura de CPU]]
* [[Arquitectura de von Neumann]]
* [[Arquitectura Harvard]]
* [[Computadora]]
* [[Mantenimiento preventivo]]
== Enlaces externos ==
* [http://www.cs.wisc.edu/~arch/www Arquitectura de computadores]
* [http://www.ac.upc.edu Universidad Politécnica de Cataluña, Departamento de Arquitectura de computadores]
* [http://www.csupomona.edu/~hnriley/www/VonN.html Arquitectura de von Neumann]
* [http://www.intel.com/support/wireless/wlan/sb/CS-032028.htm Arquitectura de 32 o 64 bits en Windows]
[[Categoría:Arquitectura de computadoras| ]]
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