1. Arquitectura de conjunto de instrucciones (ISA):
* Define el conjunto de instrucciones que la computadora puede comprender y ejecutar.
* Especifica el formato de instrucciones, tipos de datos, registros y modos de direccionamiento.
* Determina el lenguaje de la máquina, que es el lenguaje de nivel más bajo que el procesador entiende.
2. Representación de datos:
* Define cómo se almacenan y manipulan los datos dentro del sistema.
* Incluye la representación de números (enteros, punto flotante), caracteres y otros tipos de datos.
3. Sistema de memoria:
* Cubre cómo se organiza, accede y gestiona la memoria.
* Incluye los tipos de memoria (por ejemplo, RAM, ROM), jerarquía de memoria (caché, memoria principal) y esquemas de direccionamiento.
4. Procesador (CPU):
* Define la estructura y la funcionalidad de la unidad de procesamiento central.
* Incluye la tubería de instrucciones, la unidad de lógica aritmética (ALU), la unidad de control y los archivos de registro.
* Aborda conceptos como la velocidad del reloj, el ciclo de instrucciones y la tubería.
5. Sistema de entrada/salida (E/S):
* Cubre cómo interactúa la computadora con dispositivos externos.
* Incluye controladores de E/S, busses y protocolos de comunicación.
6. Red de interconexión:
* Define cómo se conectan los diferentes componentes del sistema.
* Incluye la arquitectura del bus, los protocolos de red y los mecanismos de transferencia de datos.
7. Organización del sistema:
* Define la organización general y la interacción entre los diferentes componentes.
* Incluye el bus del sistema, la gestión de la memoria y el manejo de interrupciones.
8. Rendimiento y eficiencia:
* Se centra en evaluar el rendimiento de la arquitectura.
* Considera factores como la velocidad del reloj, el rendimiento de la instrucción y el ancho de banda de la memoria.
* Investiga técnicas de optimización del rendimiento como tuberías y caché.
9. Consumo de energía y eficiencia energética:
* Evalúa el consumo de energía de la arquitectura.
* Considera técnicas para reducir el consumo de energía sin sacrificar el rendimiento.
10. Confiabilidad y tolerancia a fallas:
* Aborda cómo diseñar sistemas confiables y tolerantes a fallas.
* Incluye mecanismos de detección y corrección de errores, redundancia y arquitecturas tolerantes a fallas.
Conceptos clave:
* Modos de direccionamiento: Métodos para acceder a ubicaciones de memoria (por ejemplo, direccionamiento directo, direccionamiento indirecto).
* tuberías: Ejecutando múltiples instrucciones simultáneamente dividiéndolas en etapas.
* almacenado en caché: Uso de una memoria más pequeña y más rápida para almacenar datos a acceso frecuentes.
* Memoria virtual: Usar espacio en disco como si fuera parte de la memoria principal.
* procesadores de múltiples núcleos: Uso de múltiples núcleos de procesador para mejorar el rendimiento.
* Procesamiento paralelo: Uso de múltiples procesadores para ejecutar tareas simultáneamente.
En resumen:
La arquitectura informática es un campo amplio que involucra el diseño y la organización de los componentes fundamentales de un sistema informático. Es crucial para lograr un alto rendimiento, eficiencia energética y confiabilidad en las computadoras modernas. Comprender estos conceptos nos ayuda a comprender cómo funcionan las computadoras y nos permite diseñar y optimizar los sistemas para diferentes aplicaciones.