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Tutorial de arquitectura y organización de computadoras

La organización y arquitectura de computadoras se utiliza para diseñar sistemas informáticos. Se considera arquitectura de computadora a aquellos atributos de un sistema que son visibles para el usuario, como técnicas de direccionamiento, conjuntos de instrucciones y bits utilizados para los datos, y que tienen un impacto directo en la ejecución lógica de un programa. Define el sistema de forma abstracta. De esta manera, se trata de lo que hace el sistema.

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Mientras que la organización informática es la forma en que un sistema tiene que estructurarse y son las unidades operativas y las interconexiones entre ellas las que logran las especificaciones arquitectónicas, es la realización del modelo abstracto y se ocupa de cómo implementar el sistema.



En este tutorial de arquitectura y organización de computadoras, aprenderá todos los conceptos básicos y avanzados, como canalización, control microprogramado, arquitectura de computadoras, diseño de instrucciones y formato.

Tabla de contenidos

Instrucciones básicas de computadora:

  1. Una comprensión simple de la computadora.
  2. Problemas en el diseño informático
  3. Jerarquía de niveles del sistema informático
  4. Arquitectura informática y organización informática.
  5. Instrucciones básicas de computadora
  6. Diagrama de tiempos de la instrucción MOV en microprocesador
  7. Lenguaje ensamblador y lenguaje de alto nivel.
  8. Modos de direccionamiento
  9. Modos de direccionamiento basados ​​en memoria versus modos de direccionamiento basados ​​en registros
  10. Arquitectura von Neumann
  11. Arquitectura de Harvard
  12. Interacción de un programa con hardware
  13. Computadora de instrucción simplificada (SIC)
  14. Conjunto de instrucciones utilizado en computadora de instrucción simplificada (SIC)
  15. Conjunto de instrucciones utilizado en SIC/XE
  16. RISC y CISC
  17. RISC y CISC | Conjunto 2
  18. Clasificación del procesador vectorial
  19. Registros esenciales para la ejecución de instrucciones
  20. Organización de CPU basada en un único acumulador
  21. Organización de CPU basada en pila
  22. Organización de CPU basada en registro general
  23. Instrucciones de transferencia de datos en el microcontrolador AVR
  24. Instrucciones aritméticas en microcontrolador AVR.
  25. Instrucciones de rama condicional en el microcontrolador AVR
  26. Instrucciones CALL y pila en el microcontrolador AVR
  27. Instrucciones de rama en el microcontrolador AVR
  28. Instrucciones lógicas en el microcontrolador AVR
  29. Instrucciones de manipulación de datos
  30. Instrucción de control de la máquina
  31. Arquitectura de palabras de instrucción muy largas (VLIW)

Diseño y formato de instrucción:

  1. Diferentes ciclos de instrucción
  2. Registros esenciales para la ejecución de instrucciones
  3. Instrucciones de la máquina
  4. Formatos de instrucción (instrucción de dirección cero, una, dos y tres)
  5. Instrucción de 2 direcciones e instrucciones de 1 dirección
  6. Instrucción de 3 direcciones e instrucción de 0 direcciones
  7. Instrucción de 3 direcciones e instrucciones de 2 direcciones
  8. Registrar contenido y marcar estado después de las instrucciones
  9. Depurar un programa a nivel de máquina
  10. Formato de instrucción vectorial
  11. Tipos de instrucciones vectoriales
  12. Predicción de sucursales en Pentium
  13. Tamaño de la palabra de instrucción
  14. >> Resolución de problemas en formato de instrucción

Aritmética informática:

  1. Aritmética informática | ALU y ruta de datos
  2. Aritmética informática | Serie 1
  3. Aritmética informática | Conjunto 2
  4. Diferencia entre complemento a 1 y complemento a 2
  5. Restauración del algoritmo de división para enteros sin signo
  6. División sin restauración para enteros sin signo
  7. Algoritmo de Booth
  8. Desbordamiento en la suma aritmética
  9. ¿Cómo se almacenan los números negativos en la memoria?
  10. Computación convencional versus computación cuántica

>> Prueba sobre representación numérica



Control Microprogramado:

  1. Microoperación
  2. Microarquitectura y arquitectura del conjunto de instrucciones.
  3. Tipos de instrucciones de control de programas
  4. Diferencia entre instrucciones CALL y JUMP
  5. Unidad de control microprogramada cableada v/s
  6. Implementación de Secuenciador de Micro Instrucciones
  7. Rendimiento de la computadora
  8. Unidad de control y diseño.
  9. Unidad de control microprogramada horizontal Vs vertical microprogramada
  10. Comparaciones entre unidades de control cableadas y microprogramadas
  11. Organización informática | Subprograma y sus características.

Organización de la memoria:

  1. Introducción a la memoria y las unidades de memoria.
  2. Diseño de jerarquía de memoria y sus características
  3. Diferencia entre memoria direccionable por bytes y memoria direccionable por palabras
  4. Diferencia entre organizaciones de memoria de acceso simultáneo y jerárquico
  5. Asignación de registros
  6. Memoria caché
  7. Organización de caché | Conjunto 1 (Introducción)
  8. Organización de caché multinivel
  9. Código compatible con localidad y caché
  10. Localidad de referencia y operación de caché
  11. La ley de Amdahl y su demostración.
  12. Subrutina, anidamiento de subrutinas y memoria de pila
  13. RAM frente a ROM
  14. ¿Cuál es la diferencia entre CPU Cache y TLB?
  15. Diferentes tipos de RAM
  16. Tipos de memoria de computadora (RAM y ROM)
  17. Memoria secundaria: unidad de disco duro
  18. Introducción a la unidad de estado sólido (SSD)
  19. Operaciones de lectura y escritura en memoria.
  20. Organización de la memoria 2D y 2,5D

Sistemas de entrada y salida:

  1. Interrupciones prioritarias | (Sondeo S/W y conexión en cadena)
  2. Interfaz de E/S (modo de interrupción y DMA)
  3. Acceso directo a memoria con controlador DMA 8257/8237
  4. Sincronización asíncrona de entrada y salida
  5. Interfaz periférica programable 8255
  6. Interfaz 8255 con microprocesador 8085 para complemento a 1 y 2 de un número
  7. 8255 (interfaz periférica programable)
  8. sistema de microcomputadora
  9. Funcionamiento de una microcomputadora de placa única basada en 8085
  10. Interfaz 8254 PIT con microprocesador 8085
  11. Transferencia de datos sincrónica
  12. Procesador de entrada-salida
  13. Comunicación MPU
  14. E/S asignadas en memoria y E/S aisladas
  15. Arbitraje de autobús

Tubería:

  1. Paralelismo a nivel de instrucción
  2. Ejecución, Etapas y Rendimiento
  3. Tipos y estancamiento
  4. Dependencias y peligro de datos

Estándares numéricos IEEE

  1. Números de punto flotante del estándar IEEE 754

Misceláneas :

  1. Microprocesador
  2. Microprocesador | Operaciones iniciadas externamente
  3. Organización del bus del microprocesador 8085.
  4. Generaciones de computadora
  5. Evolución de Intel x86 y características principales
  6. Banco de memoria
  7. Introducción a la computación cuántica
  8. Computación convencional versus computación cuántica
  9. Repensar el binario con las computadoras cuánticas
  10. La taxonomía de Flynn
  11. Clústeres en la organización informática
  12. Procesamiento paralelo: matrices sistólicas
  13. Microprocesador PIC 8259
  14. Diagrama de bloques del microprocesador 8259
  15. Microprocesor | 8251 USARTO
  16. Evolución de los microprocesadores
  17. Interacción humano-computadora a través de los tiempos
  18. Puertos de computadora
  19. Introducción a la computación paralela
  20. Arquitectura de hardware (computación paralela)
  21. Arquitectura informática | Multiprocesador y multicomputadora
  22. Diagrama de tiempos de INR M

Programas:

  1. Programa de conversión de binario a decimal
  2. Programa de conversión de decimal a binario
  3. Programa para conversión de decimal a octal.
  4. Programa para conversión de octal a decimal.
  5. Programa de hexadecimal a decimal

Enlaces rápidos :

  • ¡'Cuestionarios' sobre organización y arquitectura de computadoras!
  • ¡'Problemas de práctica' sobre organización y arquitectura de computadoras!