Arquitectura de Computadoras: Memoria, Buses y Sistemas Embebidos

Arquitectura de Computadoras

Un bus del sistema es un sistema digital que une componentes de una computadora o entre varias computadoras y transfiere datos entre ellas.

Bus de datos: Permite el intercambio de datos o instrucciones entre la CPU y los dispositivos de E/S.
Bus de control: Gobierna el uso y acceso a las líneas de datos y direcciones, y transmite las señales de control de la CPU.
Bus de direcciones: Es un canal del microprocesador totalmente independiente del bus de datos, donde se establece la dirección de memoria del dato en tránsito.

Memoria RAM (Random Access Memory): Es la memoria principal de la computadora, donde residen programas y datos sobre los que se pueden efectuar operaciones de lectura y escritura. Se utiliza como memoria de trabajo para el sistema operativo.
Memoria paginada: Los sistemas de paginación dividen los programas en pequeñas partes o páginas. La memoria se divide en trozos del mismo tamaño que las páginas, llamados marcos de página.
Memoria virtual: Es una técnica que permite al sistema operativo disponer de más memoria que la físicamente disponible. Consiste en mantener parte de la información de las aplicaciones en disco, moviéndola a la memoria principal cuando sea necesario.
Jerarquía de la memoria: Organización piramidal de la memoria en niveles. El objetivo es conseguir el rendimiento de una memoria de alta velocidad al coste de una de baja velocidad.
Principio de localidad: Determina la posición de las instrucciones en la jerarquía de memoria. La información con mayor probabilidad de ser utilizada es la más cercana.

Sistema embebido: Sistema informático dedicado a una aplicación de control específica. Suelen tener bajo consumo, bajo coste y están basados en un microprocesador.
Ciclo de máquina: Secuencia de pasos desde que se toma una instrucción hasta tomar la siguiente (e-time + i-time).
Interrupción: Señal que indica al procesador que debe interrumpir la ejecución actual y pasar a ejecutar código específico para tratar una situación.
Polling: Método de control en redes donde la CPU pregunta a cada dispositivo si tiene información para enviar.
Buffer: Espacio de memoria para almacenar datos temporalmente, generalmente para un único uso. Evita que un programa se quede sin datos durante una transferencia irregular.
Driver: Programa que controla un dispositivo, permitiendo que el sistema operativo lo gestione.
Proceso: Unidad de actividad caracterizada por la ejecución de una secuencia de instrucciones.
PLC (Controlador Lógico Programable): Se utiliza para automatizar procesos electromecánicos.
DR (Registro de Datos): Conectado al bus de datos, permite a la CPU leer o escribir datos.
IR (Instruction Register): Almacena la instrucción que se está ejecutando.
PC (Program Counter): Indica la posición del procesador en su secuencia de instrucciones.
SSD (Unidad de Estado Sólido): Almacena datos como un disco duro, pero sin partes móviles.

La codificación de punto flotante, basada en la notación científica, permite representar números reales. Se divide en tres partes:

La Unidad de Punto Flotante (FPU) o la CPU se encarga de esta codificación.

El PC en PIPPIN incrementa de dos en dos porque posee un juego de instrucciones de 2 bytes para instrucciones y datos.

Suponiendo complemento a dos y registros de 8 bits: