Source: https://www.scribd.com/doc/155197093/Introduccion-Arquitectura-b-E1sica
Timestamp: 2018-12-15 02:40:11+00:00

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Modelo PROCESADORES INTEL para PC Tamaño de Año de Capacidad Palabra Presentación del Bus de datos bits 1978 16 bits 16 1979 8 bits 16 1982 16 bits 16 1985 32 bits 32 1988 16 bits 32 1989 32 bits 32 1991 32 bits 32 1993 64 bits 32 1995 64 bits 32 1997 64 bits 32 1998 64 bits 32 1999 64 bits 32 Memoria Direccionable 1 MB 1 MB 16 MB 4 GB 4 GB 4 GB 4 GB 4 GB 64 GB 64 GB 64 GB 64 GB
Arquitectura Básica de una Computadora: PROCESADORES INTEL para PC Año de Capacidad Tamaño de Presentación del Bus Palabra de datos bits 2000 64 bits 32 2002 128 bits 32
2 UNIDAD DE CONTROL: Dirige las operaciones de todas las otras unidades de la computadora incluyendo los dispositivos periféricos. Administra todos los recursos de la computadora, es como un policía dirige el flujo de datos entre por la CPU y la computadora. Unidad de control contiene las instrucciones de la CPU para llevar a cabo la ejecución de comandos. La unidad de control obtiene cada una de las instrucciones en código de máquina que conforman un programa, las interpreta y luego transmite al componente apropiado la orden para que éste la realice.
3 UNIDAD ARITMÉTICA LÓGICA (ALU): Cuando una instrucción en un programa involucra operaciones Aritmética o lógica, la unidad de control le pasa el control a la ALU (Unidad Aritmética Lógica) que se encarga de
Aunque la primera versión fue lanzada en el año 2001 si mucho éxito, Intel acaba de lanzar la versión 2 el 8 de Julio del 2002 CARLOS A RODRIGUEZ C
Arquitectura Básica de una Computadora:
realizar las operaciones de este tipo. Cuando hablamos de que una ALU realiza operaciones aritméticas estamos indicando que puede realizar sumas, restas, multiplicaciones, divisiones, y en lo referente a operaciones de lógica se quiere decir que una computadora es capaz de evaluar proposiciones AND, OR, NOT. 4 REGISTROS DE ALMACENAMIENTO TEMPORAL: Son memorias que en el microprocesador realizan tareas especificas, y ayudan a la unidad de control en la realización de muchas tareas. Algunos registros son: Registro PC (Contador de Programa): Le ayuda a la unidad de control a saber cual es la siguiente instrucción que debe ejecutar en el programa que está ejecutando; pues contiene la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar. Registro IR (Registro de Instrucción): Lo utiliza la unidad de control para almacena la instrucción que ha de ser ejecutada. Registro MAR (Registro de dirección de Memoria): Contiene la dirección de memoria de donde se va a leer un dato o en donde se va escribir un dato. 5 FACTORES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE PROCESAMIENTO. Aunque el diseño de los circuitos de una CPU determina su velocidad básica, otros factores adicionales pueden afectar su velocidad, ellos son: 5.1 LA MEMORIA: Está compuesta por un número de celdas consecutivas llamadas byte. Cada byte está conformado por 8-bits y el computador sabe donde se encuentra en memoria porque cada byte tiene un número único que la identifica, llamada dirección, por medio del cual los programas las localizan. La memoria la utilizamos para almacena datos y programas. Su constitución física era hasta hace unos años formada por núcleos magnéticos. Los computadores actuales usan para la memoria el componente básico llamado Chip electrónico. La capacidad de almacenamiento de un computador puede expresarse en función del número de bytes que puede almacenar. Un byte son 8 bits.
Dirección 1 2 3 4 5 6 CARLOS A RODRIGUEZ C 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 Byte =8 bits 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 Dato 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0
En los computadores personales.3 MEMORIA ROM (MEMORIA DE SOLO LECTURA) En la memoria ROM se encuentran almacenados procedimientos que la computadora debe realizar en el momento en que se enciende: algunas de ellas son verificación de memoria. que es utilizado por las computadoras para tomar el tiempo de sus operaciones de procesamiento. Usted puede pensar de ellos como conexiones eléctricas que permiten a la CPU recibir señales y enviar una respuesta con base al software almacenado en memoria. La figura muestra como la computara almacena cada letra de la palabra AMOR en la computadora como una secuencia de unos y ceros. Existen dos buses de principales en una computadora. el bus de datos y el bus de direcciones que se agrupan en lo que se llama el Bus del Sistema. que constituyen lo que llamamos código ASCII (asquí). de datos y otras. el término bus se refiere a las vías de acceso entre los componentes de un computador. detectar el disco con sistema de arranque etc. como mover un byte de un lugar de la memoria a otro. Si el Bus es dedicado a manejo de funciones locales como Vídeo o discos duros. se llaman Bus Local. Esta memoria es volátil lo cual significa que al apagar el computador se borra.Arquitectura Básica de una Computadora: Una computadora almacena hoy en día datos que en nuestro mundo pueden ser números. ROM (memoria de lectura únicamente). texto y sonido.2 MEMORIA RAM (MEMORIA DE ACCESO ALEATORIO): En la memoria RAM se almacenan las instrucciones y los datos que el computador maneja. 5. 5. La capacidad de memoria o de almacenamiento se da en múltiplos de 1024 bytes donde el número anterior se abrevia en un 1 Kbyte. impresora. 1 Mbyte (mega byte) son 1024 Kbyte 1048576 bytes.4 EL RELOJ INTERNO DE LA COMPUTADORA: Todos los microcomputadores tienen un sistema de reloj. la conexión de periféricos como teclado.77 mega hertz. Hertz es una medida de los ciclos de un reloj por segundo. Además de estos dos grandes grupos existe un tercer Bus conocido como el BUS de control. Usualmente se habla de memoria RAM (memoria de acceso aleatorio). También se encuentra la ROM BIOS que está activa todo el tiempo y se encarga con el sistema operativo de realizar actividades de control de dispositivos de periféricos. pero que la máquina representa por unos y ceros. Las primeras computadoras operaban a 4. también se encuentra el Bus de Expansión dedicado a conectar los dispositivos adicionales que se conecta a la tarjeta madre. Un ciclo es el tiempo que le toma realizar una operación. 5. CARLOS A RODRIGUEZ C 4 . 6 EL BUS Un bus es una vía eléctrica sobre la cual viajan señales eléctricas.
Arquitectura Básica de una Computadora: 6. Un bus de datos de 16 bits puede transferir dos bytes (es decir pueden viajar dos caracteres a la vez).2 BUS DE DIRECCIONES Es un conjunto de alambres semejantes al bus de datos. la memoria y otros dispositivos de hardware en la tarjeta principal. Su importancia es que su número de líneas determina el número máximo de direcciones memoria que pueden ser direcciones por la CPU. El número de líneas en el bus afecta la velocidad de los datos al viajar entre los componentes de hardware. El tamaño del bus de datos define la capacidad de la autopista para llevar información. hoy en día estas capacidades llegan a ser de 64 bits. un bus de datos de 32 bits puede transferir cuatro bytes a la vez. El bus de datos es un grupo de líneas paralelas. Figure 1 Conexiones de Bus en la Tarjeta Madre 6. CARLOS A RODRIGUEZ C 5 .1 EL BUS DE DATOS Es una vía eléctrica de acceso que conecta la CPU. y únicamente lleva direcciones de memoria. pero solo conecta la CPU con la memoria.
como los mencionados de memoria expandida y memoria extendida. mas rápida que la ISA.3 BUS DE EXPANSIÓN Son las líneas encargadas de conectar el Bus del sistema con otros buces de dispositivos externos a la placa principal. dando origen a varias tecnologías conocidas con nombres como: ISA. como una tarjeta de controladora de discos. IDE. etc. Fue la respuesta de los constructores de Hardware a la arquitectura MCA buscando una alternativa al Bus de 32 bits que pudiera todavía aceptar y utilizar las antiguas tarjetas de expansión ISA.4 Memoria Caché Cuando la computadora está procesando información tiene le corresponde a la CPU llevar datos de la memoria a donde ella. un fax módem. una tarjeta de multi I/O. ESDI. 6.1 Bus de Arquitectura Estándar de la industria (ISA). SCSI. pero esta es una operación que consume demasiado tiempo. Cuando IBM uso por primera vez las CPU que podía aprovechar los buces de 32 bits. pues la RAM es lenta.Arquitectura Básica de una Computadora: Las primeros computadoras tenían Bus de direcciones de 20 bits por tanto solo podían direccionar 1 MB de datos. Hoy en día pueden direccionar 4 GB debido a que el bus es de 32 bits.3. La solución es la memoria cache que es una memoria más rápida comparada con la memoria RAM CARLOS A RODRIGUEZ C 6 . un controlador de CD-ROM. tuvieron que diseñar métodos especiales para direccionarla. EISA. fue diseñado para máquinas que solo podían direccionar 1MB de memoria. etc. 6. Su arquitectura era diferente al punto que las tarjetas de expansión ISA.2 Bus de Arquitectura de Microcanal (MCA). hay que ejecutar un programa de configuración para que la reconozca el sistema.3 EL BUS SCSI Es una arquitectura de Bus que permite conectar hasta siete dispositivos para la computadora en una misma tarjeta adaptadora denominada “adaptador anfitrión”. Siempre que se instala una nueva tarjeta SCSI. 6. una controladora de vídeo. Uno de los problemas de la evolución de los PC es que el DOS (sistema Operativo) . Ocupa un solo slot ( ranura) de expansión en la placa madre de la computadora que puede ser tipo ISA o EISA.3. 6. El objetivo de estos buces se han diseñado para facilitar la comunicación entre dispositivos externos y el bus de sistema. sus computadoras usaron la arquitectura de Microcanal (MCA). 6. EL BUS DE ARQUITECTURA ESTÁNDAR EXTENDIDA DE LA INDUSTRIA (EISA). el cual manejaba un Bus de datos de 16 bits. una de las mejoras sobresalientes fue un Bus de datos más amplio que correspondía a las capacidades de l microprocesador Intel 80286. Cuando IBM introdujo la PC-AT.3. Cuando nacieron computadoras que incluían mas memoria.
La cache de las computadoras hoy en día es de 512 Kbyte o 1024Kbyte 7 LAS UNIDADES DE DISCO Y LOS DISCOS Las Unidades de disco son aquellos dispositivos que se usan para leer y escribir información en los discos.5 ¿Cómo trabaja la memoria cache? Cuando un programa se está ejecutando y la CPU necesita leer datos o instrucciones desde la RAM.com. La siguiente vez que la necesite los datos serán encontrados más rápidamente. los discos de alta densidad contienen 80 pistas. la CPU verifica primero si los datos están en la memoria cache. los discos duros pueden tener centenares de pistas. Los discos se clasifican por tamaño en discos de diámetro de 5 1/4 pulgadas. como se muestra en la figura 1. Figure 2 Concepto de Pista y Sector2 La capacidad en bytes de un disco se puede calcular con la ecuación siguiente: CAPACIDAD=Ncaras*Npistas*Nsectores*Tsector 2 Figura tomada del sitio en http://www.2 Mbyte o 1.4 Mbyte Los discos fijos (duros) unidades selladas que pueden tener capacidad mayor a los 20 Mbyte. muy comunes hoy son de 40 Gbyte o más.Arquitectura Básica de una Computadora: 6. El número de pistas en un disco depende del tipo de disco. sino están lee los datos a sus registros y carga una copia a la caché.howstuffworks. Los discos pueden almacenar información por ambas caras.4 Mbyte. que se especifica en bytes de (128. 256. 512 y 1024). 3 1/2 pulgadas. También hoy se clasifican por la tecnología en discos magnéticos y disco ópticos CD 7. Los discos estándar de 5 1/4 pulgadas contienen 40 pistas. 3 1/2 de pulgada que tienen capacidad de 1. El número de sectores depende de la capacidad del disco. Cada pista se divide a su vez en unidades llamadas sectores. How Stuff Works CARLOS A RODRIGUEZ C 7 .2 Mbyte o 1.1 GESTIÓN DEL DISCO MAGNETICO: El disco está formado por círculos concéntricos (pistas) que empiezan en el centro y siguen hacia afuera como se ilustra en la figura 1. La cantidad de información que en un disco se puede almacenar depende en el tamaño del sector. Por su capacidad de almacenamiento se clasifican en: 5 1/4 de pulgada que tienen capacidad de 1.
3 LA TABLA DE LOCALIZACIÓN DE ARCHIVOS FAT: ADO CLUSTER EST 0 1 2 3 4 . Para realizar esta tarea.COM. Pistas Sectores x Cara x Cluster Simple cara. y IBMDOS. 9 sectores por pista Alta densidad. primeramente de un corto programa. 9 sectores por pista 40 40 80 1 2 1 Cuando un disco es formateado el sistema operativo reserva espacio para: Registro de Arranque (BOOT) Tabla de localización de archivos (FAT) Directorio Raíz Sectores de datos Pistas y sectores. consiste.2 EL REGISTRO DE ARRANQUE o BOOT: Está situado en el disco en el sector 2 de la pista 0. 8 sectores por pista Doble cara. el programa comprueba primero si el disco está formateado con el sistema para lo cual comprueba si el disco contiene los archivos IBMBIO.Arquitectura Básica de una Computadora: donde: Ncaras : Número de caras Npistas : Número de pistas Nsectores : Número de sectores Tsector : Tamaño del sector Donde el número de pistas por cara depende del tipo de disco que se esté trabajando. número de sectores por cluster. que activa el proceso de carga del sistema operativo de disco. 7.COM. La zona de BOOT contiene otros parámetros claves que son: identificación del sistema operativo. FFF 11 FFF 0 Fig-2FAT CARLOS A RODRIGUEZ C 8 . número total de sectores en el disco etc. . número de sectores reservados al principio. 8 9 10 11 FF7 10 0 8 . número de elementos en el directorio raíz. en lenguaje de máquina. . 7. número de bytes por sector. número de copias de la FAT.
n como el número del cluster donde continua un archivo Ver figura 2. Editorial McGrawHill CARLOS A RODRIGUEZ C 9 . El disco está cubierto con cristales metálicos sensibles al campo magnético. FF7 para indicar que el cluster está malo. 7. La FAT le sirve al sistema operativo para tener conocimiento del espacio disponible del disco. El DOS usa FFF para indicar en la tabla que el archivo ha terminado. lo que impide que se muevan. Utiliza un medio diferente al de un disco óptico o un disco magnético. intercalados dentro de una delgada capa de plástico. 0 para indicar que el sector está libre. y en otros casos no incide allí. comenzando normalmente en el sector 2 de la pista 0. La alineación de los cristales es de tal manera que cuando el rayo de luz incide sobre los cristales en el proceso de lectura algunos rayos serán reflejados e incidirán sobre un sensor y en este caso hay un uno. tamaño. toda esta información tomo 32 bytes por cada archivo.Arquitectura Básica de una Computadora: Está a continuación del registro de arranque. el plástico que rodea los cristales es sólido. donde está un archivo.4 EL DIRECTORIO DE UN DISCO: Es un espacio del disco que se utiliza para almacenar la mayor parte de la información básica para poder localizar los archivos contenidos en un disco. la hora y fecha de creación. Es un disco regrabable. En su estado normal. Cuando se va escribir en el disco el rayo láser funde la superficie magnética. para permitir que el campo magnético del imán cambie la orientación de los cristales. cara 0. produciendo un cero. Tercera Edición. el cluster inicial. UNIDADES MAGNETO OPTICAS (MO) Utilizan las características de las tecnologías de grabación magnética y óptica. zona malas. allí se encuentra para cada archivo el registro del: nombre. Ilustración 13 Disco MO Grabando Información 3 Tomado del libro Introducción a la Computación de Peter Norton.
Parecido l al CD-ROM el DVD almacena hasta 9. las unidades de CD-ROM. los lápices de lectura de códigos y el ratón.2 UNIDAD DE SALIDA: Es exactamente la opuesta a la unidad de entrada. o más en las unidades más modernas donde este parámetro a superado a 900 KB/seg. permitiendo la comunicación entre el usuario y la máquina. WORM tienden a ser bastante lentas de 100 a 300 milisegundos. 9 EL CD – ROM La información se graba en un CD – ROM mediante un rayo láser que desforma la superficie del disco formando planos que son un 1 y cresta u orificios que representan 0. CARLOS A RODRIGUEZ C 10 . Los dispositivos más utilizados son las impresoras. o hasta 15MB/seg. 9.001 segundos. scanner. cintas magnéticas etc.1 Velocidad de Transferencia: Es la velocidad con la que el disco escriben o leen datos del disco. Las unidades de CD-ROM varían de 300 KB/seg. Los discos duros manejan un tiempo de acceso de 0. joystick.4 GB usando las dos caras. 9. para un disco duro este parámetro está en 5Mb/seg. 8. en el caso de que el rayo incida sobre la cresta. Cuando se realiza el proceso de lectura el rayo de luz que incide sobre un plano es reflejado de tal manera que un prisma lo desvía a un sensor dándose la lectura de un uno. pantalla. dando lectura al cero. Son ejemplos de unidades de entrada: el teclado. es reflejado de tal manera que no incide sobre el sensor. discos.1 UNIDAD DE ENTRADA: Desempeña un papel importante en el computador.Arquitectura Básica de una Computadora: 8 Tiempo de acceso promedio Es el tiempo que le toma a una cabeza de lectura o escritura situarse sobre cualquier parte del medio. permitiendo al usuario observar los resultados de los procesos realizados en el computador.
expresado como una matriz de 640x480. Se mide en Hertz. índice de refrescamiento. para ello cuando la computadora está por ejemplo en una resolución de 640x480 se tienen que controlar o representar 307200 píxeles. Por ultimo la densidad de puntos se refiere a la distancia entre los puntos fósforos que forman un solo píxel. El índice de refrescamiento es un aspecto no estándar de un monitor y se refiere al número de veces que por segundo los cañones de electrones recorren cada píxel de la pantalla. entonces por píxel se necesita un byte y en total la computadora debe enviar 307200 byte por pantalla al monitor. 800x600 y 1024x768 que en todos los casos expresa el numero de píxeles a lo largo de la pantalla y verticalmente respectivamente. Resolución de un monitor de computador se clasifica por el numero de píxeles en la pantalla. A la hora de escoger una pantalla se deben evaluar los siguientes aspectos: tamaño. un índice de refrescamiento que no sea lo sufientemente alto hará que veamos que la imagen en la pantalla parpadee. y si a esto le agregamos que se requiere manejar normalmente 256 colores. densidad de puntos. y en unidades en pulgadas. El papel del controlador de video. produciendo diferentes escalas de grises.3 PANTALLA La pantalla o monitor en la computadora es un dispositivo de salida o de entrada de datos a la computadora. Esta resolución viene definida por el controlador de video. es garantizar la calidad de la imagen en la pantalla. acomodados en un triángulo. ya se puede pensar en los requerimientos de memoria para resoluciones de 1024x 1024 y millones de colores. Las pantallas que usan las computadoras hoy en día utilizan básicamente dos tecnologías la llamada tecnología CRT (tubo de rayos catódicos) y la de los computadores notebook conocida con el nombre de monitores de pantalla plana. para bajar una pequeña distancia y recorrer una línea. las medidas más comunes son: 13” 14". El funcionamiento de un monitor CRT se puede describir de manera muy elemental así: en la parte posterior del monitor está recubierta de fósforo sustancia que brilla cuando es alcanzada por un rayo de electrones que es producido por un tubo de rayos catódicos que se encuentra en la parte posterior del bastidor del monitor. En el caso de las pantallas a color son tres rayos los que recorren la pantalla dando los colores aditivos primarios (rojo. A medida que se hace esta operación los circuitos que dirigen el monitor ajustan la intensidad de cada rayo. CARLOS A RODRIGUEZ C 11 . El proceso de formación de la imagen se da gracias a que el cañón de electrones barre todos lo píxeles en la pantalla empezando en la esquina superior izquierda y recorriendo hasta el borde derecho. verde y azul). 15". El tamaño facilita que se puedan presentar imágenes más grandes o más cantidad de imágenes en la pantalla. Por lo anterior los controladores de video traen un microprocesador y memoria de video para facilitar el trabajo de la CPU. resolución. cuando la pantalla es monocromática.Arquitectura Básica de una Computadora: 9. El número mínimo de puntos de que el cañón de electrones puede enfocar se llama píxel (picture element). 17”. Las dimensiones de un monitor se miden en diagonal al frente del cinescopio. El índice de refrescamiento mas recomendados están por valores mayores a 72Hz.
Dentro de la cabeza de impresión varias agujas que pueden sobresalir de la cabeza para golpear el papel a través de una cinta entintada. encendida o fuera de línea o sin papel. 9. si está encendida y lista para aceptar comandos. está tecnología utiliza un cristal liquido que se vuelve opaco cuando se carga con electricidad. debe haber comunicación en sentido inverso. Solamente cuando el computador a determinado que la impresora está en línea y lista para aceptar comandos puede enviar información para su impresión. o que no puede trabajar por algún otro error. A medida que se mueve la cabeza de izquierda a derecha.4 IMPRESORA MATRIZ DE PUNTO: Tienen una cabeza de impresión que viaja de ida y de regreso sobre una barra que va desde el extremo izquierdo del papel hasta su extremo derecho. Hoy una impresora de punto CARLOS A RODRIGUEZ C 12 .Arquitectura Básica de una Computadora: Por ultimo están los monitores de tecnología de pantalla de cristal líquido (LCD). Antes de que se puedan enviar datos para su impresión. la computadora debe revisar el estado de la impresora. Velocidad. Su principal deficiencia es que no dan suficiente contraste entre las imágenes y el fondo. sobresalen diferentes combinaciones de agujas y golpean el papel. Nivel de Ruido. y la LCD de matriz activa también llamada LCD de barrido doble. Existen dos tecnologías que son: LCD de matriz pasiva. siendo la primera la más económica pero necesita que el usuario se siente al frente de la pantalla. para identificar adecuadamente los píxeles además de que tiene una frecuencia de refrescamiento muy baja IMPRESORAS: Son los dispositivos mediante los cuales se puede escribir los datos que se producen con la ayuda del computador. Los productores más conocidos de estos dispositivos de hardware son: Hewlett Packard. Aunque la mayor parte del volumen de datos viaja de la computadora a la impresora. Epson. Los tipos de impresoras utilizadas se relacionan en la siguiente tabla: TIPOS DE IMPRESORAS Matriz de Punto Láser Inyección de Tinta Para evaluarlas hay cuatro criterios importantes: Calidad de la imagen. Costo de Operación. Xerox.
El resultado es una máquina muy complicada. un láser está en el interior de estas máquinas. IMPRESORAS LÁSER: Son más caras que cualquiera de los otros tipos de impresoras. También estas impresoras son silenciosas. Aunque la imagen que producen no tienen mucha definición como la de una impresora láser. Así como el cañón de electrones puede seleccionar cualquier píxel en un monitor gráfico. Al igual que las pantallas tienen modo de texto y de gráfico. se transfiere el tóner del tambor al papel. Son ruidosas comparadas con las impresoras láser y de inyección de tinta y también producen una impresión de más baja calidad. la salida puede ser mucho más lenta. facturas etc. Las impresoras láser pueden producir normalmente de 4 a 12 hojas de texto por minuto. IMPRESORA DE INYECCION DE TINTA: Estas impresoras crean imágenes directamente sobre el papel al rociar tinta a través de hasta 64 pequeñas boquillas. CARLOS A RODRIGUEZ C 13 . Como implica el nombre. Son impresoras silenciosas y convenientes pero no muy rápidas. También son mucho más rápidas y muy silenciosas. La resolución de la impresora láser se mide en puntos por pulgadas (DPI). Tiene construido internamente una computadora separada para interpretar los datos que recibe de la computadora y para controlar el láser. se adhiere al tambor en los lugares que fueron cargados eléctricamente por el láser. pero de mayor calidad. empaques. algunos modelos de alto nivel tienen resoluciones de 1200 DPI. Estas impresoras ofrecen un excelente punto medio entre las impresoras de matriz de puntos y las impresoras de matriz de puntos y las impresoras láser. compuesto de pequeñas partículas de tinta con cargas eléctricas opuestas.Arquitectura Básica de una Computadora: puede tener hasta 24 agujas. las impresoras láser tienen una memoria especial para guardar las imágenes que imprime. la calidad de las impresoras de color disponibles hoy en día son impresoras de inyección de tinta es bastante alta. y proveen una resolución de impresión de alrededor de 360 puntos por pulgada. Pero la mayoría de las personas no detectan diferencias entre 600 y 1200 DPI. En costo esta entre los costos de la impresora matriz de punto y la impresora láser. La calidad y velocidad de las impresoras láser las hacen ideales para ambientes de oficina donde varios usuarios pueden fácilmente compartir la misma impresora. si estás imprimiendo gráficos. con presión y calor. son más económicas en términos de costo inicial y costo de operación. Otra ventaja de las impresoras láser papel estándar de bajo costo que se carga en una bandeja para papel. Al igual que el monitor y el controlador de vídeo. Las impresoras más comunes tienen resoluciones de 600 DPI. También tiene la facilidad de utilización para la elaboración de cheques. el láser en una impresora puede seleccionar cualquier punto en un tambor y crear una carga eléctrica. tanto horizontal como verticalmente. Por otro lado. El tóner. La industria de impresión estipula una resolución de por lo menos 1200 DPI para impresiones profesionales de alta calidad. Luego..
Arquitectura Básica de una Computadora: GRAFICADORES (PLOTTER): El graficador o plotter es un tipo especial de dispositivo de salida. Los rayos de luz son alineados sobre una lente. Son silenciosos y costosos. la cual los enfoca hacia unos diodos fotosensibles que transforman la señal de la luz en corriente eléctrica. por debajo del papel y va capturando la luz reflejada. Mientras que algunos archivo de sonido son grabaciones de sonido directas esto es el caso de los archivos WAV. Se parece a una impresora en que produce imágenes en papel. Las impresoras gráficas dibujan curvas por medio de una secuencia de líneas rectas muy cortas. por el contrario los archivos MIDI son archivos que se crean para ahorrar espacio y no guardan sino las instrucciones que permiten producir los sonidos en instrumentos electrónicos. se coloca al principio de las coordenadas. Cuando se requiere reproducir son tomados del almacenamiento y enviados a la tarjeta DSP. esto es convierte fotografía e imágenes en papel y las convierte a ceros y uno entendibles por la máquina.5 Scanner Dispositivo de Hardware que digitaliza imágenes. el gráficador toma la pluma apropiada. Los plotters están diseñados para producir grandes dibujos o imágenes. El gráficador usa un brazo automatizado para dibujar con plumas de colores sobre hojas de papel. un chip de ROM contiene un software que le indica al procesador de señal digital DSP como debe tratar la señal y ésta es comprimida para que ocupe menos espacio. Las instrucciones que recibe un gráficador de una computadora consisten de un color y las coordenadas del principio y del fin de una línea. Un motor mueve la cabeza exploratoria. Con esta información. El funcionamiento es descrito por Ron White en su libro Como funcionan las computadoras así: Una fuente de luz ilumina la hoja que se pone boca abajo contra la ventana de cristal sobre el dispositivo exploratorio. estos datos son enviados a la CPU. estas instrucciones son tomadas por el DSP quien las interpreta con la ayuda del sintetizador de sonido que contiene una tabla con las ondas de 4 Convertidor analógico digital CARLOS A RODRIGUEZ C 14 . negativos de fotos 9. Los espacios vacíos reflejan más luz que las letras o imágenes tintadas o coloreadas. pero lo hace de manera diferente. Un ADC4 guarda cada lectura de voltaje como un píxel Scanner recientes traen la capacidad de digitalizar. como planos de construcción para edificios o heliográficas de objetos mecánicos. 9. Veamos inicialmente el proceso de convertir la señal analógica en digital: la señal es recibida por un circuito ADC que la transforma en 0 y 1.6 Tarjeta de Sonido: Se encarga de convertir señales analógicas de sonido en señales digital y viceversa. quien los almacena en el disco duro. baja la pluma a la superficie del papel y dibuja hasta el final de las coordenadas.
El DSP se encargará de modificar estas ondas cuando no existan las originales y de esta manera reproducir el sonido digitalizado. La interrupción le indica al procesador que deje de hacer lo sea.7 El Teclado: Primero cuando se presiona una tecla se produce un cambio de corriente. La BIOS analiza si el código es para una tecla de mayúsculas ordinarias o para teclas de mayúsculas especiales y teclas de conmutación ctrl. un controlador incorporado en el teclado revisa permanentemente el circuito.com. según el cambio el controlador puede distinguir que tecla ha sido presionada. la BIOS lee el código y lee dice al controlador del teclado que borre el código del buffer.howstuffworks. Las otras teclas la BIOS determina el estado de las teclas de mayúsculas y de conmutación. Entonces en segundo lugar el controlador genera un número. Figure 4 Tarjeta de Sonido5 9. etc. En ese momento se envía una señal(interrupción) al microprocesador indicándolo que un código de exploración está esperando que sea leído. Alt. para detectar cambios en la corriente. y atienda le servicio solicitado. denominado código de exploración. 5 Figura tomada del sitio en http://www.. How Stuff Works CARLOS A RODRIGUEZ C 15 . Dependiendo del estado del código es convertido al código ASCII apropiado. El número es almacenado en el buffer de memoria del teclado y es llevado a una conexión de puerto de donde puede ser leído por la BIOS del computador. que fluye por los circuitos asociados. si es así cambia dos bytes en una zona especial de memoria.Arquitectura Básica de una Computadora: sonidos de los instrumentos musicales.
z ü CARACTERES NUMÉRICOS 1.. lectores de tarjetas. a. 9.. *.4. los censores detectan cuando gira cada rodillo y envía esta información a la computadora.Ñ. las cámaras de video.B.b. una pelota al interior rueda y a los dos lados de la pelota se encuentran dos rodillos pequeños que tocan la pelota que giran cuando la pelota rueda.2.6.D.Z.. lectores de lápiz electrónico./.] ü CARACTERES DE CONTROL Carácter de FIN DE LINEA: es un carácter que se usa para indicar donde finaliza una línea en un procesador de texto Carácter de sincronización de Datos en la transmisión de Información. 0 ü CARACTERES ESPECIALES ).C. por lo anterior una de los primeros problemas que se tuvo que enfrentar fue el de cómo representar la información humana en una computadora.Arquitectura Básica de una Computadora: 9.8 El Ratón Cuando un ratón rueda sobre la superficie. Otros dispositivos importantes son los micrófonos..c..=.#.3.. En una computadora se reconocen básicamente 4 los tipos de caracteres para la representación de la información.5. La computadora traduce la información y cambia la posición del puntero del ratón en la pantalla.( . ü CARACTERES GRAFICOS: J[ CARLOS A RODRIGUEZ C 16 .. 10 REPRESENTACIÓN INTERNA DE LOS DATOS Y ARITMETICA BINARIA Como ya se sabe las computadoras funcionan porque ejecutan programas y estos a su vez manipulan datos que son ingresados a ella siguiendo los formatos humanos... ü CARACTERES ALFABÉTICOS A.8.7..
Ejercicios: Represente en formato de suma de potencias: los números 3526. 8.1 Sistema Binario Para el desarrollo de la representación de datos numéricos en las computadoras nos apoyamos en el campo de las matemáticas llamado SISTEMAS NUMERICOS 10. de posición..35 = 5 * 100 + 3 * 10-1 + 5 * 10-2 = 5 + 0. N ≡ .n5n4n3n2n1 n0 donde cada ni ε X se puede representar como: nn. 6. tabla que contiene para cada carácter su código decimal y su equivalente en binaria con que son representados en la memoria de la computadora.. con base b representa sus números de la siguiente manera. n-1. 1.05 = 5...N. nn*10n Ejemplos: Expresar formato de suma de potencias los números:535 y 5.n5n4n3n2n1n0 = n0*100 + n1*101 + n2*102 + n3*103 + . 9} Una base 10 Cualquier número N= nn.. n4.3 + 0... 3. 4. 5. 7. n-3 N≡ i =− n ∑ n *b i m −1 i n: número de cifras después del punto decimal m: número de cifras a la izquierda del punto decimal 11 El sistema numérico binario de posición Es un sistema de numeración donde el conjunto de cifras que esta formado por solamente dos cifras { 0..35 53510 = 5 * 100 + 3 * 101 + 5 * 102 5.. n2. 1} CARLOS A RODRIGUEZ C 17 ..... se caracteriza por: Tienen un Conjunto finito de dígitos: X = { 0.2 SISTEMAS NUMERICOS DE POSICION El sistema decimal es un ejemplo de lo que se llama en matemáticas un S.. 10..35 Los exponentes -1 y -2 definen el peso de la cifra a partir del punto decimal. 2. n3.38 En general un sistema numérico de posición. n2. 12... n-2..n0 .Arquitectura Básica de una Computadora: Todos los caracteres se pueden encontrar representados en el código ASCII (asquee)...
12 0 2 6 0 2 3 1 2 1 1 0 2 0 0 )2 12)10 = 1 1 Para convertir un binario a decimal: 11002 = 0 * 20 + 0 * 21 + 1 * 22 + 1 * 23 = 12)10 El ejemplo anterior explica el porque el número de bits que se tengan disponibles para un bus de datos o de direcciones tiene una importancia vital para poder representar más datos.4*2 0.110)2 18 .Arquitectura Básica de una Computadora: 11.85*2 0.70 1.85 en binario 0.80 0.85)10 CARLOS A RODRIGUEZ C = = = = 1. cuantos números se pueden representar? 22 – 1 = 3 Bits decimal 0 1 2 3 0 0 1 1 0 1 0 1 11. hasta llegar a tener hasta 32 bits. se multiplica por 2 sucesivamente la parte fraccional del número decimal de partida o inicial y las partes decimales que se van a obteniendo en los productos sucesivos.70*2 0. Ejemplo: Si se tiene una memoria de 2 bits.2 ¿CÓMO SABER CUAL ES EL NÚMERO MÁS GRANDE QUE SE PUEDEN REPRESENTAR EN N BITS? Se puede demostrar que si se tiene n bits solo se pueden representar 2n – 1 números. de los productos obtenidos. Ejemplo Supongamos que necesita representar 0.40 0. 11. El número binario se forma con las partes enteras.1 ¿Cómo representar un decimal en base binaria? Se toma el número en base 10 y se divide por 2 sucesivamente hasta obtener un cociente igual a cero. Por eso a medida que la tecnología ha ido avanzando se han aumentado el número de bits en cada uno de estos dispositivos de hardware.3 ¿CÓMO REPRESENTAR UN NÚMERO REAL DECIMAL EN BASE BINARIO? Para representar la parte decimal de un número real en binario.
Encuentre el decimal que representa el binario 1001010.0110) 2 Ejercicios: Represente en binario el decimal 26. 1.1875. Ejemplo: Represente el decimal 20. 7} y por tanto la base es 8.75*8 = 6. 3.687510 41 1 2 20 0 2 10 0 2 5 1 2 2 0 2 1 1 2 0 )2 )2 4110 0.6)8 = 20. es muy fácil. pues basta con convertir cada cifra del número octal a binario. Ejemplo: Convertir 478)8 a binario 4 100 7 110 2 010 ) ) 8 2 CARLOS A RODRIGUEZ C 19 . así entonces 0. 4. 0 1 1 0 101001.75 en octal. 6. 2.01101 12 Sistema numérico octal: Es un sistema de numeración donde cualquier número se representa usando las cifras en el conjunto formado por { 0.6875 41. 5.0. de tal manera que podemos afirmar que 24.068510 = = = 1 0 0 1 0 0 1 .Arquitectura Básica de una Computadora: Ejemplo: Convierta a binario 41.1 Utilidad del sistema Octal: La ventaja del sistema octal se encuentra en que la conversión de octal a binario.75) 10 Ejercicio: Represente 14610 en el sistema octal 12. 20 4 8 2 2 8 0 La parte decimal se convierte a octal con el mismo método que en los binarios pero se multiplica por 8.
47288 ≅ 2 * 80 + 7 * 81 + 4 * 82 = 2 + 56 + 256 = 314)10 Ejemplo Suponga que tiene una máquina con 8 bits. 13 Sistema numérico hexagesimal Utiliza los siguientes 10 símbolos: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A Donde cada símbolo representa en el sistema decimal: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ejemplo: Convierta a base decimal el siguiente número 356)16 = 6 * 160 + 5 * 161 + 3 * 162 = 6 + 80 + 768 = 85410 Ejemplo Convierta 2AF)16 a base decimal 15 * 160 + 10 * 161 + 2 * 162 = 15 + 160 + 512 = 687)10 B 11 C 12 D 13 E 14 F 15 CARLOS A RODRIGUEZ C 20 . convierta 177 en base 10. Ejemplo: Exprese en la base Octal el binario 100111010 1 0 4 0 1 1 7 1 0 1 2 0 12.3 ¿CÓMO OBTENER EL DECIMAL QUE ESTÁ REPRESENTADO EN UN OCTAL? El siguiente ejemplo muestra como obtener la representación decimal de un número octal. si la cifra octal se puede representar con menos de dos bits se pone los bits faltantes en cero.2 ¿CÓMO EXPRESAR UN NÚMERO EN BASE DOS A OCTAL? Se agrupan las cifras binarias en grupos de tres y se obtiene para cada grupo binario su equivalente en las cifras octales. Ejercicio: Convertir de octal a binario 5431)8 12.Arquitectura Básica de una Computadora: El ejemplo muestra que: se convierte cada cifra octal a binario en 3 bits. en octal y luego en binario de 8 bits.
13.1 ¿CÓMO CONVERTIR UN HEXAGESIMAL A BINARIO? Para convertir hexagesimal a binario. 14.Arquitectura Básica de una Computadora: Ejemplo Exprese en hexagesimal el decimal 423 423 103 7 16 26 10 16 1 1 16 0 A De lo anterior podemos concluir que 423)10=1A7)16 Ejercicio: Exprese en hexagesimal 214)10 13.1 Suma binaria Para sumar números en notación binaria tengo en cuenta las siguientes reglas: 0 1 0 1 + + + + 0 0 1 1 = = = = 0 1 1 10 o = 0 y lleva 1 Ejemplo: Haga la siguiente suma en binario 0 0 1 1 0 0 1 1 0 + 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 + Acarreo 0 1 1 CARLOS A RODRIGUEZ C 21 . Ejemplos: convierta el siguiente número hexagesimal a binario: 9 F 2 )16 = 1001 1111 0010 Ejemplo: Convierta a hexagesimal el binario: 00111010 0110: 0011 3 1010 A 0110 6 2 16 14 Aritmética Binaria Desarrollaremos a continuación las operaciones aritméticas en el sistema binario.2 ¿CÓMO SE CONVIERTE DE BINARIO A HEXAGESIMAL? Se agrupan de a 4 bits de derecha a izquierda y se convierten a su respectiva cifra hexagesimal. se convierte cada cifra del hexagesimal a un binario de 4 bits.
que son 10 decenas. recordemos como restamos en el mundo decimal: 4 3 0 0 2 7 0 6 4 Explicación. ahora bien el cero de las decenas recibe 1*102.Arquitectura Básica de una Computadora: Ejemplo Haga la siguiente suma en Binario 0 1 1 0 0+10+1=11+1=100 10 1 1 1 0 1+1=10+1=11+1=100 10 1 0 1 0 1+0=1+1=10 1 3 6 7 16 1 0 Operaciones Acarreo Ejercicio: Realice las siguientes suma en el sistema binario 101 + 1010 + 11 111 111 14.2 RESTA BINARIA Antes de ver la resta binaria. por tanto queda en las decenas 9 decenas y en las unidades 10 unidades. de 0 no puede restar 6. por tanto le pide prestado a las cifras de las centenas. esto es 10*101 quien amablemente le presta al cero un decena. se puede realizar la resta pues se tiene que: 3 3 0 8 2 7 10 6 4 Los ejemplos anteriores nos llevan de manera similar en el sistema numérico binario a estas reglas: 0 1 1 10 0 – – – – – 0 1 0 1 1 = = = = = 0 0 1 1 1 con préstamos de 1 CARLOS A RODRIGUEZ C 22 . esto es 4*102 presta una centena es decir presta 1*102 quedando convertido en 3*102. hecho esto entonces.
por tanto: 5 5 6 6 9 9 1 1 2 Se dice entonces que el complemento a 10 de 4308 es 5692 CARLOS A RODRIGUEZ C 23 .1 ¿Cómo se obtiene? Se obtiene restando a la cifra del 9 cada cifra del número.1. Sabemos que el complemento a 9 es 5691.1 EL COMPLEMENTO A LA BASE MENOS UNO DE UN NÚMERO: En el sistema numérico decimal el complemento a la base menos 1 de un número se llama el complemento a 9 del número. Ejemplo: Hallé el complemento a 10 del número 4308.2 ¿EL COMPLEMENTO A LA BASE DE UN NÚMERO. 9 4 5 9 3 6 9 0 9 9 8 1 Se dice entonces que 5691 es el complemento a 9 de 4308. Ejemplo: Encuentre el complemento a 9 del decimal 4308. 15.Arquitectura Básica de una Computadora: Ejemplo: Aplicar las reglas de la resta para calcular: 1 0 1 1 1 0 – 1 0 0 0 1 1 1 1 0 – 5 3 2 Ejemplo: Realice las siguientes restas 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 24 19 5 - 15 OPERACIÓN DE COMPLEMENTO Es una operación en todos los sistemas numéricos que busca convertir la resta en una suma evitando el acarreo. En el sistema decimal el complemento a la base de un número se obtiene sumando 1 al complemento a la base menos 1 del número. 15. 15.
4 LOS COMPLEMENTOS EN EL SISTEMA BINARIO El complemento a la base – 1 (el complemento a 1) se obtiene restando a 1 a cada cifra del número binario. Ejemplo: Realice la siguiente resta 5309 – 4308 utilizando el método del complemento a la base Por el método del préstamo 5 4 1 3 3 0 0 0 0 9 8 1 - 5 5 1 3 6 0 0 9 0 Por el método del complemento a la base 9 + 2 Complemento a la base de 4308 1 15. CARLOS A RODRIGUEZ C 24 .Arquitectura Básica de una Computadora: 15. Para hacer una resta por complemento. halle el complemento a la base del sustraendo y sume el minuendo más el sustraendo. Halle el complemento a 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 es el complemento a –1 2. complemento a 1. Para hallar el complemento a la base (el complemento a2) Se le agrega 1 al complemento a la base –1 Ejemplo: Halle el complemento a 2 del binario 1011010 1.3 LA RESTA COMO UNA SUMA La importancia del complemento a la base se ve cuando se quieren realizar restas sin utilizar el procedimiento de préstamo. el complemento a 2. Halle ahora el complemento a 2 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 es el complemento a: es el complemento a: –1 2 16 REPRESENTACIÓN EN LA MÁQUINA DE LOS NÚMEROS ENTEROS En los computadores se han utilizado los siguientes tres modos para representar los números enteros: signo-magnitud.
Los siguientes ejemplo le muestran como resolver está situación: Ejemplo: Averigüe que números enteros representan lo binarios en complemento a 2 de 8 bits siguientes: 00100111. por tanto se prefiere la notación en complemento a 2. esto es: 1 1 1 0 0 1 1 0 Como saber que número entero representa un binario de n bits en complemento a 2.Arquitectura Básica de una Computadora: 16. CARLOS A RODRIGUEZ C 25 . pues en esta no existe este problema. utilizando 0 para los positivos y 1 para los números negativos. 11011001 00100111=1*20+1*21+1*22+0*23+0*24+1*25+0*26 -0*27=39 11011001=1*20+0*21+0*22+1*23+1*24+0*25+1*26 -1*27=1+8+16+64-128= -39 EJERCICIO Represente en complemento a 2 de 8 bits los números –56 y 56. Así cuando se representan en n bits un entero positivo este se representa por su magnitud.2 REPRESENTACIÓN EN COMPLEMENTO A 2 La representación signo magnitud tiene como inconveniente que se gasta un bit en el signo. la operación de resta se convierte en una suma. Ejemplo: Represente el número entero 25 y –25 en complemento a 2 de 8 bits. La representación del 5 0 0 0 0 0 1 0 1 La representación del –5 1 0 0 0 0 1 0 1 16. Ejemplo: Represente en 8 bits el número 5 y el número –5. Por tanto 25 en complemento a 2 es: 0 0 0 1 1 0 0 1 -25 es el complemento a 2 de 25.1 REPRESENTACIÓN SIGNO-MAGNITUD En el método de representación con signo-magnitud en 8 bits se tiene que para representar un numero entero. 17 Operaciones en complemento a 2 Con la representación a complemento a 2. se presentan en los 7 primeros bits su magnitud y en el bit 8 MSB(bit más significativo) se representa el signo. Veamos los siguientes ejemplos. y el número negativo se representa por el complemento a 2 de su número positivo.
17. 0 1 1 1 1 1 0 1 Es 125 CARLOS A RODRIGUEZ C 26 . que se indica con un signo incorrecto. Es claro que 8-3 = 8 + (-3) por tanto 0 0 0 0 1 0 0 0 ES 8 1 1 1 1 1 1 0 1 Es –3 0 0 0 0 0 1 0 1 Es 5 17. veamos porque.1 ¿Cuál es el rango de números que se pueden representar en n bits con complemento a 2?. Se puede mostrar que en n bits el rango de números que se pueden presentar están dados por: -2 n-1 a +2 n-1 – 1 Ejemplo: En 8 bits el rango de números enteros es –128 a + 127 Ejercicios: Qué rango de números enteros se pueden representar en 16 bits.24 en complemento a 2. Ejemplo: Realice 8 – 3 en complemento a 2 de 8 bits. resulta un overflow.Arquitectura Básica de una Computadora: Ejemplo: Realice la siguiente operación: 16 . Es claro que 16 – 24 = 16 + (-24) pues bien: 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Es 16 Es –24 Es –8 Le queda al lector verificar que el binario que se obtuvo si es –8 Ejemplo: Realice la siguiente operación: -5 –9. Ejemplo: En 8 bits la operación 125 + 83 produce un overflow.2 Condición de Overflow Cuando se suman dos números enteros y el número de bits excede los requeridos para representar la suma excede al número de bits. 1 1 1 1 1 0 1 1 Es -5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 Es –24 Es –8 Obsérvese que se descarta el último acarreo pues estamos trabajando en 8 bits. Es claro que -5 – 9 = (-5) + (-9) por tanto se deben sumar los complementos a 2 de dichos números.
lo cual trajo serios problemas.*10-6 En general decimos que un numero N se encuentra en notación exponencial o de punto flotante cuando se escribe así: N=M*BE Donde M es la mantisa B es la Base E el exponente La manipulación de los números reales en una máquina es responsabilidad del Hardware o del Software. veamos que es esa notación: 13257. 18 Representación de Números Reales. veremos ahora como las computadoras representan números reales.32573285*104 = 0. 80286.Arquitectura Básica de una Computadora: 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 Es 83 Se observa que: -27 1 0 0 25 1 24 1 0 0 22 1 21 1 20 1 Es –73 De donde se ve que –128 + 32 + 16 + 4 + 2 + 1= -73 que es consecuencia del overflow. esto es lo que se conoce con el nombre de norma IEEE 754.3285 en notación exponencial se puede representar así: 13257. procesadores como el 80486 Pentium y posteriores traen incorporado el coprocesador matemático. Para resolverlos se desarrollo entre los años de 1977 a 1985 una norma que definió claramente como hacer la representación de los numero reales en las computadoras. 80386 utilizaban un circuito adicional llamado el coprocesador matemático (referencias 8087. históricamente procesadores como 8086. Cuando no existe este coprocesador el lenguaje de programación se encarga de realizar dicha manipulación. 80287 y 80387 respectivamente). pues en 8 bits no se puede representar al número 183.132573285*105 = 13257328900. Durante muchos años la implementación del manejo de los número reales estuvo en manos de los constructores del hardware. CARLOS A RODRIGUEZ C 27 . 6 También llamada notación en punto flotante. porque el punto se mueve (flota) en diferentes posiciones. Para representar numero reales las computadoras utilizan la notación exponencial o notación científica6.3285 = 1. norma IEEE 754 Hemos visto hasta aquí como las computadoras representan un número entero en la memoria de la computadora.
sino que sufren una transformación donde se origina lo que llamamos campo de signo (s). El campo de mantisa se debe normalizar esto es el numero exponente se debe ajustar de tal manera que la mantisa M >=1. para de esta manera no tener que guardar el signo positivo o negativo por separado Donde S se obtiene con la formula: S=2ne-1 – 1 donde ne es el numero de bits asignados para el almacenamiento del exponente. que se encuentre en notación de punto flotante: N=M*BE La base B del exponente es 2. campo de exponente (ne) y campo de mantisa nm. por tanto le sumamos el sesgo o exceso 127 y se pasa a binario. Ejemplo: Representar en formato de IEEE 754 estándar de precisión sencilla de 32 bits el numero 657187. Se obtiene 143 que en binario es 10001111.Arquitectura Básica de una Computadora: Qué es la norma IEEE 754: La norma IEEE 754 define los siguientes criterios para la representación de un número real en la memoria de una computadora. En el bit s se guarda un 1 si el numero es negativo o 0 si el numero es positivo.000000001011011011*216 El exponente es 16. ni de la mantisa. No se almacena directamente el signo + o el – del exponente. el exponente E y M se almacenan con sus signos respectivos. para entonces tener la siguiente representación: CARLOS A RODRIGUEZ C 28 . 2. Lo primero que se hace es convertir el numero a binario para poderlo expresar en el formato de punto flotante: El numero en binario es: 657187. El exponente se guarda en la forma de entero sesgado. Tabla 1 Formato Precisión Sencilla 1 bit S 8 bits Exponente 23 bits mantisa 1. esto quiere decir que al exponente E se le agrega un numero constante S.5=10000000010110110.11 Luego se normaliza el numero binario: 1. El exponente que se guarda es: e=E+S 3.5.
234375*2-65 = -3.html Ejercicio: Represente el número –480 en precisión sencilla de 32 bits.2874 Verifique los resultados que obtiene manualmente en el sitio http://www. doble precisión 64 bits y precisión extendida 80 bits.es/~antonio/uned/ieee754/IEEE-754.Arquitectura Básica de una Computadora: S 0 1 0 Exponente 0 0 1 1 1 Mantisa 1 00 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 Concepto de precisión: Se llama precisión de los datos a la capacidad de representar el mayor o menor número de cifras significativas: Las computadoras pueden hacer representación usando precisión simple con 32 bits.etsimo.3457080142*10 –20 Ejercicio Expresar en formato de precisión sencilla el numero 53. Tabla 2 Representación en Doble precisión 1 11 bits 52 bits Ejemplo: Suponiendo que n= 32 bits averiguar que numero decimal es: Exponente 1 1 1 1 Mantisa 0 00 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 De la tabla anterior se tiene s=1 luego el numero que estamos buscando es negativo e=00111110 es 62)10 luego E =e – S= 62 – 127=-65 De otra parte la mantisa m=001110 luego M=1.uniovi.234375 Luego el numero buscado es –M*2E = -1.001110)2 = 1+ 2-3+ 2--4+ 2--5+ 2—6=1. verifique sus resultados en el sitio mencionado en el ejemplo anterior CARLOS A RODRIGUEZ C 29 .
4321 9. 10. Convierta a binario los siguientes números en base 10: a. Teniendo en cuenta que el sistema decimal es un sistema numérico de posición. 1110011 b. Determine el valor decimal de cada numero binario afectado por signo en el sistema complemento de 2 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 13. Determine el valor decimal de cada numero binario afectado por signo en el sistema complemento de 2 15. 10110 b. encuentre el valor posiciona del digito 4 en: a. Cual es la representación binaria con signo y magnitud de los números decimales +29. 11. cual sería la representación binaria que se tendría en memoria cuando se ingresa la línea de código Basic siguiente: 30 INPUT A. Realice las siguientes operaciones utilizando el sistema a complemento a 2: 33 + 15 = 56 + (-27) (-110) + (-84) 14.14503 . ¿En el sistema numérico binario cuantos símbolos hay. 59.56100 .110101 d. 54. 146723 c. 99 8. 110. Exprese en sistema Octal cada uno de los siguientes números decimales: 15 100 219 16.00101 5. Exprese cada uno de los números decimales del ejercicio anterior en formato binario de 8 bits en complemento a 2. 3268 b. 7425 b. Que números decimales están representados en los siguientes números hexadecimales: 38. 305. -85. 91 7.Arquitectura Básica de una Computadora: Ejercicios 1. -123. 5C8 17. Si el código ASCII es el código que se usa para representar los caracteres en la memoria. 479200 c.321 3. Convierta cada numero binario a su decimal: a.012345 2. 0.1011 6. 437. 12. Cuantos Bits se requieren para representar el numero 17 y cuantos para el 205. Dé los valores de posición de cada uno de los bits subrayados: a. Determinen los complementos a nueve y a dieces de los números decimales: a. 1011001 c.40625 b. B CARLOS A RODRIGUEZ C 30 . 101. Escriba en notación expandida los siguiente números: a.54 d. 2468 b. y que nombre reciben cuando se representan en una computadora? 4. A14. Encuentre las siguientes diferencias usando los complementos (a dieces): 53726 215743 2658 . 110.
TANENBAUN PETER NORTON PRENTICE HALL MC GRAW HILL RON WHITE PRENTICE HALL UREÑA SÁNCHEZ MARTÍN MCGRAHILL http://www. NACIONAL EAFIT MICROSOFT NEC ANDREWS.Arquitectura Básica de una Computadora: BIBLIOGRAFIA GUIA DEL PROGRAMADOR PARA EL PC DOS: MANUAL DE REFERENCIA NOTAS DE CLASE NOTAS DE CLASE MS DOS AVANZADO MS DOS USER'S GUIDE ORGANIZACION DE COMPUTADORAS UN ENFOQUE ESTRUCTURADO INTRODUCCIÓN A LA COMPUTACIÓN COMO FUNCIONAN LAS COMPUTADORAS FUNDAMENTOS DE INFORMÁTICA PÁGINA PROFESOR ANTONIO BELLO FERNANDO ARANGO GONZALO FLORES B RAY DUNCAN MANUAL PETER NORTON Ed Rei MC GRAW HILL U.uniovi.etsimo.es/~antonio/uned/ieee754/ CARLOS A RODRIGUEZ C 31 .
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