Clase 4 - Operaciones automáticas sobre datos

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Unformatted text preview: Pontificia Universidad Cat´olica de Chile Escuela de Ingenier´ ıa Departamento de Ciencia de la Computaci´on IIC2343 Arquitectura de Computadores Segundo Semestre 2010 Clase 4: Operaciones autom´ aticas sobre datos c circlecopyrt Alejandro Echeverr´ ıa 1. Motivaci´on Para poder desarrollar un computador, el primer paso es implementar un mecanismo que autom´ atica- mente sea capaz de realizar operaciones b´asicas, como suma y resta. Dado que hay varias operaciones y adem´ as varios tipos de representaciones de datos (complemento a dos, punto flotante, etc) necesitamos m´ultiples a40a40 m´ aquinas a41a41 capaces de realizar estos c´ alculos e idealmente alguna t´ ecnica que nos permita dise˜nar estas m´ aquinas de manera que sean matem´ aticamente correctas y que utilicen componentes f´ ısicamente construibles. 2. Representaci´on f´ ısica de n´umeros binarios Para poder realizar c´ alculos sobre n´umeros binarios, debemos primero definir una representaci´ on f´ ısica para estos. Dado que los n´umeros binarios trabajan con s´ olo dos s´ ımbolos (0 y 1) es sencillo definir repre- sentaciones f´ ısica del tipo a40a40 tener X cantidad de algo = 1 a41a41 y a40a40 no tener nada = 0 a41a41 . Por ejemplo, se podr´ ıa pensar en ocupar una representaci´ on basada en l´ ıquidos: tener flujo del l´ ıquido se podr´ ıa interpretar como un 1 no tener nada, como un 0. Adem´ as de la representaci´ on se requiere un mecanismo de control que permita definir el valor de un bit. En el caso del l´ ıquido, por ejemplo, podr´ ıa tenerse una v´ alvula de control, que si esta cerrada deja pasar el l´ ıquido, representando un 1 binario, y si est´ a abierta no deja pasar l´ ıquido, representando un 0 binario. El problema de esto es que ahora adem´ as de el l´ ıquido necesitamos un mecanismo de control, que podr´ ıa implementarse a su vez con l´ ıquido, pero resulta complejo. Una mejor alternativa corresponde a usar flujo el´ ectrico en vez de ocupar flujo de un l´ ıquido. En esta representaci´ on, la presencia de una corriente el´ ectrica simboliza un 1; la ausencia de corriente un 0. La principal ventaja de esta representaci´ on es que la apertura de la v´ alvula puede ser controlada a su vez por electricidad, y de esta forma simplificamos el funcionamiento del sistema. Un componente el´ ectrico que cumple con las funciones que necesitamos para representar 1s y 0s son los rel´ es. Los rel´ es est´ an formados por un cable de entrada, dos de salida y un cable de control. Si el cable de control no tiene corriente, la entrada est´ a conectada a la 2da salida (este es el estado por defecto). Si se pasa corriente por el cable de control, la entrada estar´ a conectada a la 1era salida. De esta forma, no tener corriente en el cable control, implica que no habr´ a corriente en la 1era salida (lo que podemos interpetrar como un 0) y si tener corriente, implica que si habr´ a corriente en la 1era salida (lo que podemos interpetrar como un 1)....
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This note was uploaded on 03/09/2011 for the course INGENIERIA 111 taught by Professor Jorgevera during the Spring '10 term at Pontificia Universidad Católica de Chile.

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