Capitulo 1 Para Tarea 1 E5 Español

Microprocesadores, Microcomputadoras, Y Lenguaje

Ensamblador

El microordenador juega un papel importante en el

funcionamiento cotidiano de las sociedades

industrializadas. El microordenador no es diferente

de cualquier otro ordenador en su estructura básica.

En la década de 1960, las computadoras eran

accesibles sólo a las instituciones tales como grandes

corporaciones, universidades y agencias

gubernamentales. Hoy en día debido a los avances en

tecnología de semiconductores, la capacidad de

cálculo de un millón de dólares de la década de 1960

ya está disponible por menos de cinco dólares en un

circuito integrado llamado microprocesador. El

microprocesador se puede definir como un

dispositivo lógico programable que se puede utilizar

para controlar los procesos, para activar los

dispositivos de encendido o apagado, o como una

unidad de procesamiento de datos de un ordenador.

Un equipo que está diseñado con el microprocesador

se llama un microordenador. Este capítulo presenta

la estructura básica de un ordenador y muestra cómo

la misma estructura es aplicable a los productos

basados en microprocesadores. Más adelante en el

capítulo, aplicaciones de la microcomputadora en un

entorno industrial se presentan en el contexto de todo

el espectro de las diferentes aplicaciones

informáticas.

El microprocesador se comunica y opera en los

números binarios 0 y 1, llamados bits. Cada

microprocesador tiene un conjunto fijo de

instrucciones en forma de patrones binarios llamados

un lenguaje de máquina. Sin embargo, es difícil para

los seres humanos para comunicarse

en el lenguaje de ceros y 1 s. Por lo tanto, las

instrucciones binarias se dan nombres abreviados,

llamados mnemónicos, que forman el lenguaje

ensamblador para un microprocesador dado. En este

capítulo se explica tanto el lenguaje máquina y el

lenguaje ensamblador del microprocesador conocida

como el Z80. Las ventajas del lenguaje ensamblador se

comparan con esos idiomas Inglés-como como BASIC

y FORTRAN.

4 ARQUITECTURA DE MICROPROCESADOR Y ESTABLECIMIENTO DE INTERFACES

OBJETIVOS Dibuje un diagrama de bloques de un sistema basado

en un microprocesador y explicar las funciones de

cada componente: microprocesador, memoria y E/S,

y sus líneas de comunicación (el autobús).

Explique los términos SSI, MSI y LSI.

Definir los términos bit, byte, palabra, instrucción,

software y hardware.

Explique la diferencia entre el lenguaje de máquina

y el lenguaje ensamblador de un ordenador.

Explique los términos de bajo nivel y lenguajes de

alto nivel.

Explicar las ventajas de un lenguaje ensamblador

en lenguajes de alto nivel.

1.1 MICROPROCESADORES Un microprocesador es un multiusos, dispositivo lógico programable que lee instrucciones

binarias a partir de un dispositivo de almacenamiento de memoria llamado, acepta datos

binarios como de entrada y procesa los datos de acuerdo con esas instrucciones, y proporciona

resultados como salida. Una máquina típica programable se puede representar con tres

componentes: microprocesador, memoria y E / S, como se muestra en la Figura 1.1. Estos tres

componentes trabajan juntos o interactúan entre sí para realizar una tarea dada; por lo tanto,

comprenden un sistema. Los componentes físicos de este sistema se denominan hardware. Un conjunto de instrucciones escritas para el microprocesador para realizar una tarea se

llama programa, y un grupo de programas se llama software. La máquina (sistema)

representado en la figura 1.1 se puede programar para encender las luces de tráfico dentro y fuera,

calcular funciones matemáticas, o realizar un seguimiento de un sistema de guía. Este sistema

puede ser simple o sofisticado, dependiendo de sus aplicaciones, y es reconocido por varios

nombres, dependiendo de la finalidad para la que está diseñado. Cuando se utiliza el sistema de

microprocesador para aplicaciones de control, tales como dispositivos de giro (o máquinas) de

encendido y apagado, que se conoce generalmente como un microcontrolador. Cuando se utiliza

para la computación o procesamiento de datos, que se conoce como microordenador.

DÍGITOS BINARIOS

El microprocesador opera en dígitos binarios, 0 y 1, también conocidos como bits. Bit es

una abreviatura de la palabra dígito binario. Estos dígitos se representan en términos de

voltajes eléctricos en la máquina: generalmente, 0 representa un nivel de voltaje, y 1

representa otro. Los dígitos 0 y 1También son sinónimo de baja y alta, respectivamente.

FIGURA 1.1 Una máquina programable

Cada microprocesador reconoce y procesa un grupo de bits llamado palabra, y

microprocesadores se clasifican en función de su longitud de palabra. Por ejemplo, un

procesador con una palabra de 8 bits se conoce como un microprocesador de 8 bits, y un

procesador con una palabra de 16 bits se conoce como un microprocesador de 16 bits.

UN MICROPROCESADOR COMO UN DISPOSITIVO PROGRAMABLE El hecho de que el microprocesador se programa significa que se puede aprender a realizar

tareas encomendadas dentro de su capacidad. Una tostadora es un ejemplo de una máquina

programable elemental. Se puede programar para que permanezca encendida durante un

tiempo determinado por el ajuste de una palanca mecánica a un ajuste "light" o "oscuro".

La tostadora está diseñado para entender y ejecutar una instrucción. Por otro lado, el

microprocesador de hoy en día está diseñado para entender y ejecutar muchas instrucciones

binarias. Puede ser utilizado para realizar funciones de computación sofisticados, así como

para llevar a cabo estas tareas de control sencillas como encender dispositivos dentro y

fuera. La persona que utiliza un microprocesador selecciona instrucciones apropiadas y le

pregunta el microprocesador para realizar diversas tareas en un conjunto dado de datos.

El ingeniero que diseña un tostador determina el momento de luz y pan tostado

oscuro, y el fabricante de la tostadora proporciona las instrucciones necesarias para el

funcionamiento del tostador. Del mismo modo, después de que los ingenieros de diseño

de un microprocesador determinar un conjunto de tareas que el microprocesador debe

realizar y el diseño de los circuitos lógicos necesarios, el fabricante del microprocesador

proporciona al usuario una lista de las instrucciones que el procesador va a entender. Por

ejemplo, una instrucción para sumar dos números puede parecer un grupo de ocho dígitos

binarios, tales como 1000 0000 Estas instrucciones son simplemente un patrón de Os y 1

s. El usuario (programador) selecciona las instrucciones de la lista y determina la secuencia

de ejecución de una tarea dada. Estas instrucciones se introducen o se almacenan en una

memoria o dispositivo de almacenamiento, que puede ser leído por el microprocesador.

MEMORIA La memoria es como la página (s) de un cuaderno con espacio para un número fijo de

números binarios en cada línea. Sin embargo, estas páginas se hacen generalmente de

material semiconductor. Típicamente, cada línea es un registro de 8 bits que puede almacenar

ocho bits binarios, y varios de estos registros están dispuestos en una secuencia llamada de

memoria. Estos registros siempre se agrupan en potencias de dos. Por ejemplo, un grupo de

1024 (210) registros de 8 bits en un chip semiconductor se conoce como 1K bytes de la

memoria; 1K es la aproximación más cercana en miles. El usuario escribe las instrucciones

y datos necesarios en la memoria a través de un dispositivo de entrada (descrito más

adelante), y solicita al microprocesador para realizar la tarea dada y encontrar una respuesta.

La respuesta es generalmente aparece en un dispositivo de salida (descrito a continuación) o

se almacena en la memoria.

ENTRADA / SALIDA El usuario puede introducir instrucciones y datos en la memoria a través de dispositivos

tales como un teclado o interruptores simples. Estos dispositivos se llaman dispositivos de

entrada. El microprocesador lee las instrucciones desde la memoria y procesa los datos de

acuerdo con esas instrucciones. El resultado se puede mostrar mediante un dispositivo tal como

LEDs de siete segmentos (Light Emitting Diodes) o impreso por una impresora. Estos

dispositivos se llaman dispositivos de salida.

MICROPROCESADORES, MICROORDENADORES, Y LENGUAJE ENSAMBLADOR 5

Salida Entrada

FIGURA 1.2 (A) Tradicional Diagrama de

bloques de un ordenador (b)

Bloque. Diagrama de un

ordenador con el microprocesador

como CPU

UPC

Aritmética / Unidad Lógica (ALU)

Control de Unidad

A

Memoria

(A)

MICROPROCESADOR COMO CPU

También podemos ver el microprocesador como un componente principal de un equipo.

Tradicionalmente, el ordenador se representa en diagrama de bloques como se muestra en

la Figura 1.2 (a). El diagrama de bloques muestra que el equipo tiene cuatro componentes:

la memoria, de entrada, de salida, y la unidad de procesamiento central (CPU), que consiste

en la ALU (Unidad Aritmético / Lógica) y la Unidad de Control. La CPU contiene varios

registros para almacenar datos, la unidad aritmética / lógica (ALU) para realizar

operaciones aritméticas y lógicas, decodificadores de instrucciones, contadores, y las líneas

de control. La CPU lee las instrucciones de la memoria y realiza las tareas especificadas.

Se comunica con los dispositivos de entrada / salida, ya sea para aceptar o para enviar datos.

Estos dispositivos también son conocidos como periféricos. La CPU es el jugador primario

y central en la comunicación con los dispositivos tales como la memoria, entrada y salida.

Sin embargo, el momento en el proceso de comunicación es controlada por el grupo de

circuitos llamada la unidad de control.

En la década de 1960, la CPU ha sido diseñado con componentes discretos en diversas

tarjetas. Con el advenimiento de la tecnología de circuito integrado, se hizo posible la

construcción de la CPU en un solo chip; esto llegó a ser conocido como un microprocesador,

y el diagrama de bloques mostrado en la Figura tradicional 1.2 (a) puede ser reemplazado

por el diagrama de bloques mostrado en la figura 1.2 (b).


(B)

1.11 Los avances en la tecnología de semiconductores

En los últimos treinta años, la tecnología de semiconductores ha experimentado cambios sin

precedentes. Después de la invención del transistor, los circuitos integrados (ICs) aparecieron

en escena a finales de la década de 1950; un circuito entero que consta de varios transistores,

diodos, resistencias y podría ser diseñado en un solo chip. A principios de 1960, las puertas

lógicas conocidas como la serie 7400 eran comúnmente disponibles como circuitos

integrados y la tecnología de integración de los circuitos de una puerta lógica en un solo chip

se conocía como Small-Scale Integration (SSI). A medida que avanzaba la tecnología de

semiconductores, más de 100 puertas fueron fabricados en un chip; este fue llamado

Medium-Scale Integration (MSI). Un ejemplo típico de MSI es un contador de décadas

(7490). En pocos años, era posible fabricar más de 1.000 puertas en un solo chip; esto vino

a ser conocido como Large-Scale Integration (LSI). Ahora estamos en la era de la VeryLarge-

Scale Integration (VLSI) y Scale Integration Super-grande-(SLSI). Las líneas de

demarcación entre estas diferentes escalas de integración son más bien mal definida y

arbitraria.

A medida que la tecnología movido de SSI a LSI, más y más circuitos lógicos se

construyeron en un chip, y que podrían ser programados para realizar diferentes funciones

a través de conexiones cableadas. Por ejemplo, un chip contador puede ser programado para

contar en HEX o decimal proporcionando lógica 0 o I a través de conexiones de patillas

adecuadas. El siguiente paso fue la idea de proporcionar Os y ls través de un registro. Los

patrones de señales necesarias de Os y I s se almacenan en los registros y se les da al chip

programable en el momento adecuado; el grupo de registros utilizados para el

almacenamiento se llama memoria. Debido a la tecnología LSI, se hizo posible construir

muchas funciones de computación y su tiempo relacionado en un solo chip.

El Intel 4004 fue el primer dispositivo programable de 4 bits que se utiliza principalmente

en las calculadoras. Fue diseñada por Intel Corporation y se hizo conocido como el

microprocesador de 4 bits. Se fue rápidamente reemplazado por el microprocesador de 8 bits

(Intel 8008), que fue a su vez reemplazado por el Intel 8080 A mediados de 1970, el Intel 8080

era ampliamente utilizado en aplicaciones de control y equipos pequeños también fueron

diseñados utilizando el 8080 como la CPU; estos equipos se conocían como los

microordenadores. Dentro de unos pocos años después de la aparición de los 8080, el Motorola

6800, el Zilog Z80, y los Intel 8085 microprocesadores fueron desarrollados como mejoras

sobre el 8080 El 6800 fue diseñado con una arquitectura diferente y el conjunto de instrucciones

del 8080 Por otro lado, el 8085 y el Z80 fueron diseñados como software compatible hacia

arriba con el 8080; es decir, se incluyen todas las instrucciones de los 8080, más adicionales

instrucciones. En términos del conjunto de instrucciones, la 8080 y la 8085 son casi idénticos;

Sin embargo, el Z80 tiene un juego de operaciones, que contiene el doble de instrucciones como

el 8080 A medida que los microprocesadores comenzaron a adquirir más y más funciones de

computación, fueron vistos más como CPU en lugar de dispositivos lógicos programables

como, La mayoría de los microordenadores ahora se construyen con 16 - y los

microprocesadores de 32 bits, y los microprocesadores de 64 bits también se están utilizando

en algunos equipos de prototipo. Los microprocesadores de 8 bits no están simplemente siendo

reemplazados por los microprocesadores más potentes, sin embargo; cada microprocesador ha

comenzado a hacerse un hueco para sus propias aplicaciones. Los microprocesadores de 8 bits

se utilizan como dispositivos lógicos programables en aplicaciones de control, y los de 16 y 32

bits microprocesadores se están utilizando para el cálculo matemático (cálculo de números) y

aplicaciones de procesamiento de datos. Nuestra atención se centra en el uso de

microprocesadores de 8 bits como dispositivos programables.


1.12 Organización del microordenador

La figura 1.3 muestra una estructura simplificada pero formal de un microordenador. Incluye

cuatro componentes: microprocesador, de entrada, de salida y de memoria (memoria de lectura

/ escritura y la memoria de sólo lectura). Estos componentes se organizan en torno a una vía

de comunicación común que se llama un autobús. Todo el grupo de componentes también se

conoce como un sistema o un sistema de microcomputadora, y los propios componentes

denominados en lo subsistemas. En primer lugar, es necesario diferenciar entre los términos

microprocesador y microcomputadora por el mal uso común de estos términos en la literatura

popular. El microprocesador es un componente del microordenador. Por otra parte, el

microordenador es una computadora completa similar a cualquier otro ordenador, excepto que

las funciones de la CPU de la microcomputadora se llevan a cabo por el microprocesador. Del

mismo modo, el término periférica se utiliza para dispositivos de entrada / salida. Los

diversos componentes del microordenador que se muestran en la Figura 1.3 y sus funciones

se describen en esta sección.

MICROPROCESADOR

El microprocesador es un dispositivo semiconductor que consta de los circuitos lógicos

electrónicos fabricados utilizando ya sea a gran escala (LSI) o la integración-muy gran escala

(VLSI) técnica. El microprocesador es capaz de realizar varias funciones de computación y la

toma de decisiones para cambiar la secuencia de la ejecución del programa. En ordenadores

grandes, una CPU implementado en una o más placas de circuito realiza estas funciones de

computación. El microprocesador es en muchos aspectos similar a la CPU, sino que incluye

todos los circuitos lógicos, incluyendo la unidad de control, en un chip. El microprocesador se

puede dividir en tres segmentos en aras de la claridad, como se muestra en la Figura 1.3: unidad

aritmética / lógica (ALU), regístrese Array, y la Unidad de Control.

Unidad Aritmética / Lógica Esta es el área del microprocesador donde varias funciones de

computación se llevan a cabo en los datos. La unidad ALU realiza este tipo de operaciones

aritméticas como la suma y la resta, y tales operaciones lógicas como AND, OR y OR

exclusiva. Los resultados se almacenan en los registros o en la memoria.


FIGURA 1.3

Microordenador con arquitectura de bus

Registro de matriz Esta área del microprocesador se compone de varios registros. Estos

registros se utilizan principalmente para almacenar datos temporalmente durante la

ejecución de un programa. Algunos de los registros son accesibles al usuario a través de

instrucciones.

Unidad de control La unidad de control proporciona las señales de temporización y

control necesarias a todas las operaciones en el microordenador. Se controla el flujo de

datos entre el microprocesador y la memoria y los dispositivos periféricos.

Ahora la pregunta es: ¿cuál es la relación entre la instrucción del programador (patrón

binario de ceros y 1s), la ALU, y la unidad de control? Esto puede ser explicado con el

ejemplo de un circuito sumador completo. Un circuito completo de Adder se puede diseñar

con registros, puertas lógicas, y un reloj. El reloj inicia la operación de suma. Del mismo

modo, el patrón de bits de una instrucción inicia una secuencia de señales de reloj, activa los

circuitos lógicos apropiados en la ALU, y lleva a cabo la tarea. Esto se llama la

microprogramación, que se realiza en la etapa de diseño del microprocesador. Los patrones

de bits necesarios para iniciar estas operaciones microprograma se dan al programador en la

forma de el conjunto de instrucciones del microprocesador. El programador selecciona

patrones de bits apropiados del conjunto para una tarea dada y las entra secuencialmente en

la memoria a través de un dispositivo de entrada. Cuando la CPU lee estos patrones de bits

uno a la vez, inicia microprogramas apropiados a través de la unidad de control, y realiza la

tarea especificada en las instrucciones.

En la actualidad, varios microprocesadores están disponibles de diferentes

fabricantes. Ejemplos de microprocesadores de 8 bits ampliamente utilizados incluyen el

Intel 8085, Zilog Z80 y Motorola 6800 y 6809. microordenadores anteriores, tales como el

Radio Shack TRS-80, el Televideo 803, y el Kaypro 4 están diseñados alrededor del

microprocesador Z80. Las versiones recientes de computadoras personales de IBM,

Personal System / 2, están diseñados alrededor de 16 -bit y microprocesadores de 32 bits; el

modelo 60 está basado en el Intel 80286 (16 bits) y el modelo 80 se basa en el Intel 80386

(32 bits). Microcomputadoras Single-Board como el Intel SDK-85, el Motorola MEK-6800-

D2, el Multitech Micro-profesor, y el CAMI Investigación Micro-Trainer se utilizan

comúnmente en los laboratorios de la universidad; SDK-85 se basa en el 8085

microprocesador, el MEK-6800-D2 en el 6800 microprocesador, y el Micro-profesor y el

Micro-Trainer en el microprocesador Z80.

ENTRADA La transferencia de la sección de datos de entrada y las instrucciones en binario del

mundo exterior al microprocesador. Incluye dispositivos tales como un teclado, un teletipo, y un

convertidor analógico todigital. Típicamente, un microordenador utilizado en laboratorios

universitarios incluye o bien un teclado o un teclado hexadecimal ASCII como un dispositivo

de entrada. El hexadecimal (Hex) teclado tiene 16 teclas de datos (0 a 9 y de A a F) y algunas

teclas de función adicionales para llevar a cabo operaciones tales como el almacenamiento de

datos y la ejecución de programas. El teclado ASCII (que se explica en la Sección 1.3) es similar

a un teclado de máquina de escribir, y que se utiliza para introducir programas en un lenguaje

similar al Inglés. Aunque el teclado ASCII se encuentra en la mayoría de los microordenadores,

microordenadores de una placa generalmente tienen teclados Hex.

SALIDA Las transferencias de datos de sección de salida del microprocesador a dichos

dispositivos de salida como la luz diodos emisores de luz (LED), un tubo de rayos catódicos

(CRT), una impresora, una cinta magnética, u otra



ordenador. Normalmente, los equipos de una placa incluyen LED y LED de siete segmentos

como dispositivos de salida.

MEMORIA

La memoria almacena información binaria tal como instrucciones y datos, y proporciona esa

información al microprocesador cuando sea necesario. Para ejecutar programas, el

microprocesador lee las instrucciones y datos desde la memoria y realiza las operaciones de

cálculo en su sección ALU. Resultados se transfieren a la sección de salida de pantalla o

almacenarse en la memoria para su uso posterior. El bloque de memoria (Figura 1.3) tiene

dos secciones: Leer-Memoria de Sólo (ROM) y Leer / Escribir de memoria (R / WM),

popularmente conocido como Memoria de acceso aleatorio (RAM).

La ROM se utiliza para almacenar los programas que no necesitan alteraciones. El

programa de monitorización de un microordenador de un solo tablero se almacena

generalmente en la ROM. Este programa interpreta la información introducida a través de

un teclado y proporciona dígitos binarios equivalentes al microprocesador. Programas

almacenados en la ROM sólo se pueden leer; que no pueden ser alterados.

El / la memoria de lectura y escritura (R / WM) es también conocida como memoria de

usuario. Se utiliza para almacenar los programas de usuario y los datos. En los

microordenadores de una placa, el programa de monitoreo monitorea las llaves hexagonales

y tiendas de esas instrucciones y de datos en la memoria de R / W. La información almacenada

en esta memoria se puede leer y altera fácilmente.

SISTEMA DE BUS

El bus del sistema es una ruta de comunicación entre el microprocesador y los periféricos; no es

más que un grupo de cables para llevar bits. En De hecho, hay varios autobuses en el sistema

que se discutirá en el siguiente capítulo. Todos los periféricos (y memoria) comparten el

mismo bus; sin embargo, el microprocesador se comunica con una sola periférica a la vez; el

tiempo es proporcionado por la unidad de control del microprocesador.

1.13 ¿Cómo funciona el microordenador?

Suponga que un programa y los datos ya están inscritos en el R / W memoria. (Cómo

escribir y ejecutar un programa se explicará más adelante.) El programa incluye

instrucciones binarias para añadir datos dados y para mostrar la respuesta en los LED de

siete segmentos. Cuando el microordenador se da un comando para ejecutar el programa,

lee y ejecuta una instrucción a la vez y, finalmente, envía el resultado a los indicadores LED

de siete segmentos de visualización.

Este proceso de ejecución del programa se puede describir mejor por comparación

con el proceso de montaje de un kit de radio. Las instrucciones para el montaje de la radio

se imprimen en una secuencia en una hoja de papel. Uno lee la primera instrucción, a

continuación, recoge los componentes necesarios de la radio y realiza la tarea. La secuencia

del proceso es leer, interpretar y realizar. El microprocesador funciona de la misma manera.

Las instrucciones se almacenan secuencialmente en la memoria. El microprocesador

obtiene la primera instrucción de su hoja de memoria, lo decodifica y ejecuta esa

instrucción. La secuencia de recuperar, decodificar y ejecutar se continúa hasta que el

microprocesador se encuentra con una instrucción para detener, Durante todo el proceso, el

microprocesador utiliza el bus del sistema a buscar las instrucciones binarias y datos de la

memoria. Utiliza registros de la sección de registro para almacenar

10


datos de forma temporal, y realiza la función de computación en la sección ALU.

Finalmente, envía el resultado en binario, usando las mismas líneas de autobuses, a los

LEDs de siete segmentos.

1.14 Resumen de Conceptos importantes

Las funciones de los diversos componentes de un microordenador se pueden

resumir como sigue:

1. El microprocesador

se comunica con todos los periféricos (memoria y E / S) con el bus del sistema.

controla el tiempo del flujo de información.

realiza las tareas de computación especificados en un programa.

2. La memoria

almacena las instrucciones y los datos binarios, llamados programas.

proporciona las instrucciones y datos al microprocesador bajo petición.

almacena los resultados y los datos para el microprocesador.

3. El dispositivo de entrada introduce los datos y las instrucciones bajo el control de un programa como un

programa de monitor.

4. El dispositivo de salida acepta datos desde el microprocesador como se especifica en un programa.

5. El bus

lleva bits entre el microprocesador y la memoria y I / Os.

DE COMPUTADORAS PARA GRANDES SOLO CHIP MICROCOMPUTADORAS

1.2

En los últimos treinta años, los avances en la tecnología de semiconductores han tenido un

impacto sin precedentes en las computadoras. Hace treinta años, las computadoras eran

accesibles sólo a las grandes corporaciones, universidades y agencias de gobierno. Ahora,

"equipo" se ha convertido en una palabra común. La gama de equipos disponibles se extiende

desde las máquinas de este tipo sofisticado, multimillonarios como el IBM 3090 para el equipo

de casa $ 200 que no alcance. Todos los ordenadores disponibles en el mercado incluyen los

mismos componentes básicos que se muestran en la Figura 1.3. Sin embargo, es obvio que

estos equipos no son todos iguales.

Los diferentes tipos de ordenadores están diseñados para servir a diferentes

propósitos. Algunos son adecuados para cálculos científicos, mientras que otros se utilizan

simplemente para dar vuelta aparatos encendido y apagado. Por lo tanto, es necesario tener

una visión general de todo el espectro de aplicaciones informáticas como un contexto para

la comprensión de los temas y aplicaciones analizadas en este texto. Hasta hace 15 años,

las computadoras se clasifican en términos generales en tres categorías: de mainframe,

mini y microcomputadoras. Desde entonces, la tecnología ha cambiado considerablemente,

y las distinciones entre estas categorías se han desdibujado. Inicialmente, el

microordenador fue reconocido como un ordenador con un microprocesador como su CPU.

Ahora prácticamente todos los equipos tienen varios tipos de microprocesadores que

realizan diferentes funciones dentro de la gran


UPC. Por razones de conveniencia, las computadoras se clasifican aquí como grandes

computadoras, computadoras de tamaño mediano, y microcomputadoras,

1.21 Computadoras Grande

Estos son los equipos grandes, de propósito general diseñados para realizar tareas tales

como procesamiento de datos complejos cálculos y manejo de registros para grandes

corporaciones o agencias gubernamentales científicas y de ingeniería. El precio es por lo

general más allá de $ 1 millón y puede ir tan alto como $ 10 millones. Ejemplos típicos de

estos equipos incluyen IBM 3090 o IBM series 9370, 6700 Burroughs, Univac y 1100.

Estos son computadoras de alta velocidad, y sus longitudes de palabra oscilen entre

32 a 64 bits. Son capaces de hacer frente megabytes de memoria y manejo de todo tipo de

periféricos. Para los más caros, el CPU solo puede costar más de un millón de dólares. Por

ejemplo, el CPU IBM 3000/81, capaz de hacer frente a 32 megabytes de memoria, puede

costar más de $ 3 millones; el precio de todo el sistema puede ir tan alto como $ 6 millones.

Sin embargo, IBM también tiene sistemas de tamaño medio, llamados serie 4300, que cuesta

alrededor de $ 100.000, y también se conoce como ordenadores centrales.

1.22 Computadoras Medianas Empresas

A finales de 1960, estos equipos han sido diseñados para satisfacer las necesidades educativas

de los colegios pequeños, los problemas de fabricación de pequeñas fábricas, y las tareas de

procesamiento de datos de las empresas medianas, tales como la nómina y contabilidad. Ellos

fueron llamados miniordenadores. El rango de precios fue de entre $ 25.000 a $ 100.000. Los

ejemplos típicos incluyen computadoras tales como Digital Equipment PDP 11/45 y Data

General Nova.

Estas computadoras eran más lentos que los grandes ordenadores, y su longitud de la

palabra en general fue de 12 a 32 bits. Eran capaces de hacer frente a 64K a 256K bytes de

memoria. Algunas de las minicomputadoras más grandes eran conocidas como

minicomputadoras. Sin embargo, estas clasificaciones ya no son válidas. Por ejemplo, el

nuevo sistema de Digital Equipment VAX 11 es una máquina de 32 bits con megabytes de

direccionamiento de memoria de capacidad. El precio oscila entre $ 50.000 a $ 450.000. El

extremo superior del sistema VAX 11 está casi en el territorio de las grandes computadoras.

1.23 Los microordenadores

Los microprocesadores de 4 bits y de 8 bits estuvieron disponibles a mediados de 1970, y las

aplicaciones iniciales fueron principalmente en las áreas de control de la máquina y la

instrumentación. Como el precio de los microprocesadores y la memoria comenzó a declinar,

las aplicaciones se multiplicaron en casi todas las áreas, incluyendo juegos de video,

procesamiento de textos y aplicaciones de pequeñas empresas. Las primeras llegadas en el

mercado de microcomputadoras, como Cromemco, North Star Horizonte, Radio Shack TRS-

80, y Apple se han diseñado en torno a los microprocesadores de 8 bits. Desde entonces, se

han introducido los microprocesadores de 16 bits y de 32 bits como el Intel 8086/88, 80286,

y 80386, Motorola 68000, y 28000 Zilog, y microcomputadoras recientes se han diseñado en

torno a estos microprocesadores. Microcomputadoras días actuales se pueden clasificar en

cuatro grupos: los negocios (o personal), hogar, de una placa, y microcomputadoras de chip

único.

12


MICROCOMPUTADORAS NEGOCIOS

Estas microcomputadoras se utilizan para una variedad de propósitos, tales como la nómina,

cuentas de negocios, procesamiento de textos, registros legales y médicos, finanzas personales,

y la instrucción. También se conocen como ordenadores personales. Por lo general, el precio

oscila entre $ 1.000 a $ 8.000 para un sistema de un solo usuario, y puede ir más alto para un

sistema multi-usuario. Los ejemplos incluyen las microcomputadoras como IBM Personal

Computers (IBM PC, XT, AT, System / 2), la serie AT & T 6300, Apple Computers y

computadoras Zenith o Compaq.

En el extremo inferior del espectro del microordenador, una configuración típica

incluye un microprocesador de 8 bits o de 16 bits, 64K (o 128K) bytes de memoria, un

terminal CRT, una impresora, y la unidad de disco dual para disquete 51/4 pulgadas discos.

El disquete es un medio magnético similar a una cinta de casete excepto que es de forma

redonda, como un disco. La información registrada en estos discos se puede acceder de

forma aleatoria usando las unidades de disco, mientras que la información almacenada en

una cinta de cassette se accede en serie. Con el fin de leer la información en el extremo de

la cinta, el usuario debe ejecutar la totalidad de la cinta a través de la máquina. Los disquetes

se utilizan para almacenar programas tales como compiladores, intérpretes, programas del

sistema, los programas de usuario y los datos. Cada vez que el usuario tiene que escribir un

programa, el software necesario se transfiere desde el disquete a la memoria del sistema. En

el extremo superior del espectro de microcomputadora, la configuración básica sigue siendo

esencialmente similar. Se puede incluir un microprocesador de 16 bits o de 32 bits, un disco

duro con megabytes de almacenamiento, dos disquetes, un terminal caro, y una impresora.

FIGURA 1.4 Microordenador con almacenamiento

en disco: IBM Personal System / 2 FUENTE: Cortesía de la fotografía IBM Corporación

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ARQUITECTURA DE MICROPROCESADOR Y ESTABLECIMIENTO DE INTERFACES

PRINCIPAL COMPUTADORAS Las computadoras personales se diferencian de los microordenadores de negocio en

términos de su almacenamiento de memoria. Típicamente, estos equipos tienen un

microprocesador de 8 bits, un terminal CRT con una máquina de escribir ASCII, 16K a 64K

de memoria, y una cinta de cassette como medio de almacenamiento. Algunos de estos

equipos se pueden utilizar con la televisión como un monitor de video. Los precios de estos

equipos pueden variar desde menos de $ 200 a $ 500. Los ejemplos típicos incluyen

Commodore 64, Tandy 100, y Atari 130XL. Estas microcomputadoras se utilizan

principalmente para jugar juegos de video, el aprendizaje de programación simple, y la

ejecución de algunos programas de instrucción.

SIMPLE-MICROCOMPUTADORAS JUNTA Estas microcomputadoras se utilizan sobre todo en los laboratorios de la universidad y la

industria con fines educativos o para evaluar el rendimiento de un microprocesador dado.

También puede ser parte de algunos sistemas más grandes. Por lo general, estos

microordenadores incluyen un microprocesador de 8 bits, de 256 a 2K bytes de memoria de

usuario, un teclado hexadecimal y LED de siete segmentos de visualización. Los programas

de supervisor de sistema de estos equipos son generalmente pequeñas;

FIGURA 1.5 Microordenador Single-Board. Micro-Trainer FUENTE: Fotografía cortesía de CAMI Research, Inc

14


se almacenan en menos de 2K bytes de ROM. Los precios de estos equipos de un único

tablero van desde $ 100 a $ 800, con el precio promedio es de unos 300 dólares.

Ejemplos de estos equipos incluyen sistemas tales como Intel SDK-85, Motorola Kit de

evaluación, y CAM1 Investigación Micro-Trainer (Figura 1.5). Estos se utilizan generalmente

para escribir y ejecutar programas en lenguaje ensamblador y para realizar experimentos de

interfaz.

SIMPLE-MICROCOMPUTADORAS CHIP

Estos microordenadores están diseñados en un solo chip, que típicamente incluye un

microprocesador, 64 bytes de R / W memoria, a partir de 1K 2K bytes de ROM, y varias

líneas de señal para conectar I / Os. Estos son los microordenadores completos en un chip;

que también se conocen como microcontroladores. Se utilizan principalmente para

funciones tales como el control de aparatos y las luces de tráfico. Ejemplos típicos de estos

microordenadores incluyen el Zilog Z8, Intel MCS 51 y 96 series, Fairchild F8, y Motorola

6802.

Todo el espectro de las aplicaciones informáticas se muestra en la Figura 1.6, y

diversas aplicaciones y categorías de la microcomputadora se listan en la Tabla 1.1.

FIGURA 1.6 Aplicaciones: A partir de grandes ordenadores a Single-Chip Microcomputadoras


CUADRO 1.1

Aplicaciones Microinformáticas

Características

Microordenador con

disco Almacenamiento

Tipos

Microordenador

con

almacenamien

to en cinta de

cassette

Single-Board

Microordenador

Individual-Viruta

Microordenador

Gama de precios $ 1,000-8,000 $ 100 $ 500 $ 100 $ 800 <$ 50

Tamaño de la

memoria 64K-512K 4K-64K 256 Bytes --- 2K 64-128 bytes

(R / WM) I / O Teclado ASCII,

CRT

Teclado ASCII,

CRT

Teclado Hex

(Rara ASCII)

LEDs del teclado

LEDs Idiomas Varios tipos de De Alto Nivel, Gene- Asamblea Asamblea

Usado De Alto Nivel aliado BÁSICO Idiomas,

Asamblea

Aplicaciones Pequeños Negocios Entretenimiento Evaluación de Control Industrial

Aplicaciones,

Procesamiento de

textos, de

Instrucción

(Videojuegos),

Informática

Personal

Microprocesadore

s, Instrucción del

lenguaje

ensamblador;

Aplicaciones

Como un subsistema

1.3 MICROPROCESADOR JUEGO DE INSTRUCCIONES Y Lenguajes

Microprocesadores reconocen y están presentes en números binarios. Sin embargo, cada

microprocesador tiene su propio binario palabras, instrucciones, significados, y el lenguaje.

Las palabras se forman mediante la combinación de un número de bits para una máquina

dada. La palabra (o longitud de la palabra), como se define anteriormente, es el número de

bits del microprocesador reconoce y procesos a la vez. La longitud de la palabra varía de 4

bits para los ordenadores pequeños, basados en microprocesadores, a 32 bits para los

ordenadores tan grandes como la serie IBM 3800. Otro término comúnmente utilizado para

expresar la longitud de palabra es el byte. El byte se define como un grupo de ocho bits. Por

ejemplo, un microprocesador de 16 bits tiene una longitud de palabra igual a dos bytes. El

término "mordisco", que significa un grupo de cuatro bits, también se encuentra en las revistas

más conocidas, y libros. (Un byte tiene dos bocados.)

La instrucción se define como una tarea completa (como Add) el microprocesador puede

realizar; se puede hacer punta de una o más palabras. Cada máquina tiene su propio conjunto de

instrucciones basadas en el diseño de su CPU o de su microprocesador. Para ser inteligible para

el microprocesador, las instrucciones deben estar escritos en lenguaje binario, también conocido

como lenguaje de máquina. Sin embargo, es difícil para los seres humanos para escribir

programas en grupos de Os y ls. Palabras Englishlike Por lo tanto, los fabricantes de

microprocesadores han ideado para representar a las instrucciones binarias de una máquina, y

los programadores pueden escribir programas que utilizan estas palabras.

16

MICROPROCESADORES, MICROORDENADORES, Y LENGUAJE ENSAMBLADOR

Estos se llaman programas en lenguaje ensamblador. Debido a un lenguaje ensamblador es

específico de una determinada máquina, los programas escritos en lenguaje ensamblador no

son transferibles de una máquina a otra. Para evitar esta limitación, estos idiomas de

propósito general como BASIC y FORTRAN se han ideado para que un programa escrito

en idiomas puede ser independiente de la máquina. Estos lenguajes son llamados lenguajes

de alto nivel. Esta sección se ocupa de diversos aspectos de estos tres tipos de lenguas:

máquina, montaje, y de alto nivel. Los lenguajes de máquina y de montaje se discuten en el

contexto del microprocesador Z80.

1.31 Máquina Idioma El número de bits en una palabra para una máquina dada es fijo, y las palabras se forman a

través de diversas combinaciones de estos bits. Por ejemplo, una máquina con una longitud de

palabra de ocho bits puede tener 256 (28) combinaciones de ocho bits-por lo tanto, un lenguaje

de 256 palabras. Sin embargo, no todas estas palabras necesitan ser utilizado en la máquina.

El ingeniero de diseño de microprocesadores selecciona combinaciones de patrones de bits y

da un significado específico para cada combinación mediante el uso de circuitos lógicos

electrónicos; esto se llama una instrucción. El conjunto de instrucciones diseñadas en la

máquina hace lo que se llama el lenguaje de máquina, un lenguaje binario compuesto por ceros

y ls. Sus palabras, sus instrucciones y sus significados son específicos para cada equipo. En

este libro, estamos preocupados con el lenguaje del microprocesador Z80 de Zilog

Corporation, un microprocesador ampliamente usado en aplicaciones industriales. El enfoque

principal aquí es en el microprocesador, ya que es el microprocesador que determina el

lenguaje de máquina y las operaciones de un microordenador.

1.32 Z80 Máquina Idioma

El Z80 es un microprocesador con una longitud de palabra de 8 bits. Su conjunto de

instrucciones (o lenguaje) es compatible hacia arriba con la de la 8080; el Z80 tiene 159

instrucciones que incluyen todo el conjunto 8080 de 72 instrucciones. Una instrucción,

como se discutió anteriormente, es un patrón binario entrado a través de un dispositivo de

entrada para ordenar al microprocesador para realizar una función específica. Por ejemplo:

0011 1100 es una instrucción que se incrementa el número en el REG-

Ister llama el acumulador por uno.

1000 0000 es una instrucción que se suma el número en el registro

B llamada al número en el acumulador, y mantiene la

suma en el acumulador.

El microprocesador Z80 tiene una variedad de tales patrones de bits resultantes en sus

159 instrucciones para realizar diferentes operaciones, llamado el conjunto de instrucciones.

El microprocesador Z80 también acepta datos en palabras de 8 bits como entrada de

dispositivos de entrada, procesa los datos de acuerdo con las instrucciones escritas por el

usuario, y envía los datos en palabras de 8 bits para los dispositivos de salida. Este lenguaje

binario con un conjunto de instrucciones predeterminado se llama el lenguaje de máquina Z80,

Sin embargo, es tedioso y conducente a error a los seres humanos para reconocer y

17


escribir instrucciones en lenguaje binario. Por lo tanto, por conveniencia, estas instrucciones

están escritas en código hexadecimal (u octal) y entraron en un microordenador de una placa

mediante el uso de claves de maleficio.

Por ejemplo, la instrucción binaria 0011 1100 (mencionado anteriormente) es

equivalente a 3C en hexadecimal. Esta instrucción se puede introducir en un sistema de

microordenador singleboard con teclado Hex pulsando dos teclas: 3 y C. El programa de

monitorización del sistema se traduce estas llaves en su patrón binario equivalente.

1.33 Z80 LENGUAJE ENSAMBLADOR

A pesar de que las instrucciones se pueden escribir en código hexadecimal, todavía no es

fácil de entender un programa de este tipo. Por lo tanto, cada fabricante de

microprocesadores ha ideado un código simbólico para cada instrucción, llamado

mnemotécnico. (La palabra mnemotécnica se basa en la palabra griega relacionada con la

ayuda de la memoria.) La sentencia para una instrucción particular se compone de letras

que indican la operación a realizar por esa instrucción.

Por ejemplo, el código binario 0011 1100 (3C16 o 3CH * en hexadecimal) del

microprocesador Z80 está representado por la mnemónica INC A:

INC A INC significa incremento, y A representa el acumulador. Este símbolo

sugiere la operación de incrementar el contenido del acumulador por uno.

Del mismo modo, el código binario 1000 0000 (8016 o 80H *) se representa como sigue:

AÑADIR A, B ADD significa Además, y A y B representan el contenido en el

acumulador y registrar B respectivamente. Este símbolo indica la

adición de los contenidos en el registro B y el acumulador.

A pesar de que estos símbolos no especifican las operaciones completas, sugieren las

porciones significativas. La descripción completa de cada instrucción debe ser suministrada por

el fabricante. El conjunto completo de Z80 mnemotécnicos que se llama el lenguaje

ensamblador Z80, y un programa escrito en estos mnemotecnia se llama un programa en

lenguaje ensamblador. De nuevo, el lenguaje ensamblador es específico de cada

microprocesador. Por ejemplo, el Motorola 6800 microprocesador tiene un conjunto

totalmente diferente de los códigos binarios y mnemónicos de la de la Z80. Un programa

en lenguaje ensamblador escrito para un microprocesador no puede transferirse a un

ordenador con otro microprocesador a menos que los dos microprocesadores son

compatibles en sus códigos de máquina.

El lenguaje de máquina y el lenguaje ensamblador son un microprocesador específico,

y ambos se consideran lenguajes de bajo nivel. El lenguaje de máquina es en binario, y el

lenguaje ensamblador es en palabras Inglés-como; sin embargo, el microprocesador sólo

entiende el binario. ¿Cómo, entonces, se los mnemotécnicos lenguaje ensamblador

introducidas en un sistema microprocesador y traducidos al código binario? En un

microordenador, los mnemotécnicos se introducen como código ASCII (que se explica en la

siguiente sección) mediante el teclado como dispositivo de entrada, y la traducción se realiza

mediante un programa llamado ensamblador. En una sola

* Los números hexadecimales se muestran con el subíndice H en el texto.

18


tablero de microcomputadora, el usuario se traduce en la mnemotecnia dígitos

hexadecimales buscando el código manualmente en el conjunto de instrucciones y las

introduce en el sistema a través del teclado Hex. Esto se llama montaje a mano.

1.34 Claves alfanuméricas

Una computadora es una máquina binaria; con el fin de comunicarse con el ordenador en letras

alfabéticas y números decimales, códigos de traducción son necesarios. El código de uso

común se conoce como ASCII - Código Estándar Americano para Intercambio de Información.

Es un código de 7 bits con 128 (27) combinaciones, y cada combinación de 00H a 7FH se

asigna a una letra, un número decimal, un símbolo o un comando de la máquina (véase el

Apéndice C). Por ejemplo, 30H hexadecimal a 39H representa 0 a 9, dígitos decimales; 41H a

5AH representar letras mayúsculas de la A a la Z; 20H a 2FH representan distintos símbolos;

y los códigos iniciales 00H a 1 FH representan comandos de máquina tales como el retorno de

carro y salto de línea. Los dispositivos que utilizan caracteres ASCII incluyen terminales

ASCII, máquinas de teletipo (TTY), e impresoras. Cuando la tecla 9se presiona en un terminal

ASCII, el ordenador recibe 39H en binario, y el programa del sistema traduce los

caracteres ASCII en números binarios o BCD correspondientes.

Otro código, llamado EBCDIC (Extended binario decimal Intercambio Código) es

ampliamente utilizado en las computadoras IBM (excepto en IBM Personal Computers o

microcomputadoras). Este es un código de 8 bits que representa 256 combinaciones; sin

embargo, no se utilizan varias combinaciones.

1.35 Redacción y Ejecución de un programa en lenguaje ensamblador

Como se explicó anteriormente, un programa es un conjunto de instrucciones escritas

relacionados lógicamente en una secuencia específica para realizar una tarea. Para escribir y

ejecutar un programa en lenguaje ensamblador manualmente en un equipo de una sola tarjeta,

con un teclado hexadecimal para la entrada y para la salida de los LEDs, los siguientes pasos

son necesarios:

1. Escriba las instrucciones en la mnemotecnia obtenidos del conjunto de instrucciones

suministrado por el fabricante.

2. Encuentra el código de máquina hexadecimal para cada instrucción mediante la búsqueda a

través del conjunto de instrucciones.

3. Enter (carga) del programa en la memoria de usuario en un orden secuencial utilizando

el teclado Hex como dispositivo de entrada.

4. Ejecute el programa presionando el Ejecutar clave. La respuesta será mostrado por los

LEDs.

Cuando el programa de usuario se introduce por las teclas, cada entrada se interpreta

y se convierte en su equivalente binario por el programa de monitor, y el código de máquina

se almacena como ocho bits en cada posición de memoria en una secuencia. Cuando el

Ejecutar se da la orden, el microprocesador recupera cada instrucción, lo decodifica, y lo

ejecuta en una secuencia hasta el final del programa.

El procedimiento de montaje manual se utiliza comúnmente en los microordenadores

de una placa y es adecuado para pequeños programas. Sin embargo, los pasos de buscar los

códigos de máquina y


entrar en el programa, que son tediosos y sujeta a errores, se puede evitar mediante el uso de un

ensamblador en un sistema de microordenador.

El ensamblador es un programa que traduce los mnemotécnicos introducidos por el

teclado ASCII en los correspondientes códigos de máquina binarios del microprocesador.

Cada microprocesador tiene su propio ensamblador porque los mnemotécnicos y los

códigos de la máquina son específicas del microprocesador que se utiliza, y cada

ensamblador tiene ciertas reglas que deben ser aprendidas por el programador.

Ensambladores se discuten en detalle en el Capítulo 7.

1.36 de alta y Lenguajes

Los lenguajes de programación que se piensan para ser independiente de la máquina son

llamados lenguajes de alto nivel. La lista incluye lenguajes como C, FORTRAN, BASIC,

PASCAL, y COBOL. Estas lenguas tienen ciertos conjuntos de reglas y se basan en los símbolos

y convenciones de Inglés. Instrucciones escritas en estos idiomas son conocidos como estados

en lugar de la mnemotecnia. Un programa escrito en BASIC para un microordenador con el

microprocesador Z80 generalmente se puede ejecutar en otro microordenador con un

microprocesador diferente.

Ahora la pregunta es: ¿Cómo palabras en Inglés se convierten en los lenguajes

binarios de diferentes microprocesadores? La respuesta se encuentra con otro programa

llamado sea un compilador o un intérprete. Estos programas aceptan declaraciones Inglés-

como como su entrada, denominadas como el código fuente. El compilador o intérprete

luego se traduce el código fuente en el lenguaje de máquina compatible con el

microprocesador se utiliza en el sistema. Esta traducción al lenguaje máquina se llama el

código objeto (Figura 1.7). Cada microprocesador necesita su propio compilador o

intérprete para cada lenguaje de alto nivel. La principal diferencia entre un compilador y un

intérprete está en el proceso de generación de código de máquina. El compilador lee el

programa entero primero y luego genera el código objeto, mientras que el intérprete lee una

instrucción a la vez, produce su código objeto, y ejecuta la instrucción antes de leer la

siguiente instrucción. M-Basic es un ejemplo común de un intérprete del lenguaje BASIC.

Los compiladores son usados generalmente en lenguas tales como FORTRAN, COBOL y

PASCAL.

Compiladores e intérpretes requieren gran espacio de memoria, ya que cada instrucción

en Inglés requiere de varios códigos de máquina de traducir esa instrucción en binario. Por

otro lado, hay una correspondencia uno-a-uno entre los mnemónicos en lenguaje ensamblador

y el código máquina. Así, los programas en lenguaje ensamblador son compactos y requieren

menos espacio de memoria; que son más eficientes que los programas de lenguaje de alto

nivel. La principal ventaja de los lenguajes de alto nivel está en programas de solución de

problemas, también conocido como la depuración. Es mucho más fácil encontrar errores en

un programa escrito en un lenguaje de alto nivel que encontrarlos en un programa escrito en

lenguaje ensamblador.

En ciertas aplicaciones, como el control del tráfico y el control del aparato, donde los

programas son pequeños y compactos, el lenguaje ensamblador es adecuado. Del mismo

modo, en tal aplicación en tiempo real

FIGURA 1.7

Diagrama de bloques. Traducción de Alto Nivel Programa de Lenguaje en código máquina

20


cationes como convertir una forma de onda de alta frecuencia en datos digitales, la eficiencia

del programa es crítico. En tiempo real, aplicaciones, eventos y tiempo deben coincidir

estrechamente entre sí y sin retraso significativo. Por lo tanto, el lenguaje ensamblador es

altamente deseable en estas aplicaciones. Por otro lado, para aplicaciones en las que los

programas son grandes y la memoria no es una limitación, lenguajes de alto nivel pueden ser

deseables. La ventaja de ahorro de tiempo en la depuración de un programa grande puede

compensar las desventajas de las grandes necesidades de memoria y la ineficiencia.

RESUMEN

Los diversos conceptos y términos discutidos en este capítulo se resumen a

continuación:

Estructura de Computadores

Computadora digital-unmáquina programable que procesa datos binarios. Incluye

cuatro componentes: CPU (ALU plus unidad de control), de memoria, de entrada y

de salida.

UPC-la Unidad de Procesamiento Central. El grupo de circuitos que procesa los datos

y proporciona señales de control y temporización. Incluye la unidad aritmética /

lógica, registros, decodificador de instrucciones, y la unidad de control.

ALU-la grupo de circuitos que realiza operaciones aritméticas y lógicas. La ALU es

una parte de la CPU. Unidad de control-El grupo de circuitos que proporciona sincronización y señales

a todas las operaciones en el flujo de datos de la computadora y los controles.

Memoria-unmedio que almacena información binaria (instrucciones y datos).

Entrada -undispositivo que transfiere información desde el mundo exterior a la computadora.

Salida-undispositivo que transfiere información desde el ordenador con el

mundo exterior.

Escala de Integración SSI-Pequeño-Escala Integración. El proceso de diseño de un par de circuitos en un

solo chip. El término se refiere a la tecnología utilizada para fabricar puertas lógicas

discretas en un chip MSI-Medium-Scale Integration. El proceso de diseño de más de 100 puertas en un

solo chip.

LSI-Grande-Escala Integración. El proceso de diseño de más de 1.000 puertas en un

solo chip. Del mismo modo, los términos VLSI (Very Large-Scale Integration) y SLSI

(Super-Large-Scale Integration) se utilizan para indicar la escala de integración.

Microcomputadoras Microprocesador-undispositivo semiconductor (circuito integrado) que se fabrica

utilizando la técnica de integración a gran escala. Incluye la ALU, regístrese

matrices, y circuitos de control en un solo chip.


Microordenador-a equipo que utiliza un microprocesador como su CPU. Incluye

cuatro componentes: microprocesador, memoria, entrada y salida.

Bus-un grupo de líneas utilizadas para transferir bits entre el microprocesador y otros

componentes del sistema de ordenador.

ROM-Read-Only Memoria. Una memoria que almacena información binaria de forma

permanente. La información se puede leer en esta memoria, pero no puede ser alterado.

R / WM-Lectura / Escritura Memoria. Una memoria que almacena información binaria

durante el funcionamiento del ordenador. Esta memoria se utiliza como un panel de

escritura para escribir los programas de usuario y los datos. La información almacenada

en esta memoria se puede leer y altera fácilmente.

Lenguajes

Bit-A dígito binario, 0 ó I.

Byte-a grupo de ocho bits.

Nibble-a grupo de cuatro bits.

Palabra-a grupo de bits el ordenador reconoce y procesa como un todo.

Instrucción-a comando en binario que es reconocido y ejecutado por el ordenador

con el fin de realizar una tarea. Algunas instrucciones están diseñadas con una sola

palabra, y algunos requieren varias palabras.

Mnemotécnico-a combinación de letras que sugieren la operación de una

instrucción.

Programa-un conjunto de instrucciones escritas en una secuencia específica para la

computadora para realizar una tarea determinada.

Lenguaje de máquina-la medio binario de la comunicación con un ordenador a

través de un conjunto diseñado de instrucciones específicas para cada equipo.

Asamblea Idioma-a medio de comunicación con un ordenador en el que los programas

están escritos en la mnemotecnia. Un lenguaje ensamblador es específico para un

ordenador dado.

Bajo nivel de idiomas-a medio de comunicación que es dependiente de la máquina, o

específicas de un equipo determinado. La máquina y los lenguajes ensambladores de un

ordenador se consideran lenguajes de bajo nivel. Los programas escritos en idiomas no

son transferibles a diferentes tipos de máquinas,

-Alto nivel de lenguaje-un medio de comunicación independiente de un equipo

determinado. Los programas se escriben en palabras Inglés-como, y que se pueden

ejecutar en una máquina utilizando un traductor (un compilador o un intepreter).

Compiler-un programa que traduce Inglés-como las palabras de un lenguaje de alto

nivel en el lenguaje de máquina de una computadora. Un compilador lee un

programa determinado, llamado código fuente, en su totalidad, y luego se traduce el

programa en el lenguaje de máquina, que se llama un código de objeto.

Intérprete-a programa que traduce las declaraciones Inglés-como de un lenguaje de

alto nivel en el lenguaje de máquina de una computadora. Un intérprete traduce una

instrucción a la vez desde un código fuente para un código de objeto.

Ensamblador-A programa informático que traduce un programa en lenguaje

ensamblador de la mnemotecnia en el código binario de máquina de una

computadora.

22


Manual Ensambladora- un procedimiento de buscar el código de la máquina de forma

manual desde el conjunto de instrucciones de un ordenador y entrar en esos códigos en el

ordenador a través de un teclado.

Monitor de programa-un programa que interpreta la entrada de un teclado y

convierte la entrada en su equivalente binario.

MIRANDO HACIA ADELANTE

Este capítulo ha dado una breve introducción a la organización computadora y

computadora idiomas, con énfasis en el microprocesador Z80 y su lenguaje ensamblador.

El capítulo ha dado una visión general de todo el espectro de las computadoras, incluyendo

sus características más destacadas y aplicaciones. El enfoque principal de este libro está en

los detalles arquitectónicos del microprocesador 280 y sus aplicaciones industriales, y en la

programación en lenguaje ensamblador en el contexto de estas aplicaciones. En el campo

del microordenador, casi no hay separación entre hardware y software, especialmente en

aplicaciones en las que es necesario lenguaje ensamblador. En el diseño de un producto

basado en un microprocesador, tareas de hardware y software se llevan a cabo al mismo

tiempo porque una decisión en un área afecta a la planificación de la otra zona. Hay varias

funciones que se pueden realizar a través de hardware o software, y un diseñador necesita

considerar ambos enfoques. Este libro se centra en la compensación entre los dos enfoques

como una filosofía de diseño.

ASIGNACIONES

1. Enumerar los componentes de un ordenador.

2. Explicar las funciones de cada componente de una computadora.

3. ¿Qué es un microprocesador? ¿Cuál es la diferencia entre un microprocesador y

una CPU?

4. Explique la diferencia entre un microprocesador y un microordenador.

5. Explique los siguientes términos: SSI, MSI y LSI.

6. Definir: bit, byte, palabra, y la instrucción.

7. ¿Cuántos bytes crea una palabra de 32 bits?

8. Explique la diferencia entre el lenguaje de máquina y el lenguaje ensamblador del

microprocesador Z80.

9. ¿Qué es un ensamblador? 10. ¿Cuáles son los idiomas de bajo y de alto nivel?

11. Explique la diferencia entre un compilador y un intérprete.

12. ¿Cuáles son las ventajas de un lenguaje ensamblador en comparación con lenguajes

de alto nivel?

Capitulo 1 Para Tarea 1 E5 Español

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