¿Qué se entiende por arquitectura de una computadora y cuál es su importancia?

La arquitectura de computadora es una especificación que detalla cómo un conjunto de estándares de tecnología de software y hardware interactúan para formar un sistema o plataforma de computadora. En resumen, la arquitectura de la computadora se refiere a cómo se diseña un sistema informático y con qué tecnologías es compatible.

Al igual que con otros contextos y significados de la arquitectura de la palabra, la arquitectura de la computadora se compara con el arte de determinar las necesidades del usuario / sistema / tecnología, y crear un diseño lógico y estándares basados ​​en esos requisitos.

Hay tres categorías de arquitectura de computadora:

  • Diseño del sistema: Esto incluye todos los componentes de hardware en el sistema, incluidos los procesadores de datos aparte de la CPU, como la unidad de procesamiento de gráficos y el acceso directo a la memoria. También incluye controladores de memoria, rutas de datos y cosas diversas como multiprocesamiento y virtualización.
  • Arquitectura del conjunto de instrucciones (ISA): este es el lenguaje de programación incorporado de la unidad central de procesamiento. Define las funciones y capacidades de la CPU en función de la programación que puede realizar o procesar. Esto incluye el tamaño de palabra, los tipos de registro del procesador, los modos de direccionamiento de memoria, los formatos de datos y el conjunto de instrucciones que usan los programadores.
  • Microarquitectura: también conocida como organización informática, este tipo de arquitectura define las rutas de datos, el procesamiento de datos y los elementos de almacenamiento, así como también cómo deben implementarse en el ISA.

Comúnmente, la arquitectura informática se refiere al tipo de instrucciones que interpreta un microchip. Todas las computadoras funcionan traduciendo señales de 1 y 0 en instrucciones, tales como: Tomar valores en la ranura 00101 y agregarlo al número en la ranura 01011 y luego colocar la suma de esos dos valores en la ranura 00111

Bueno, hay innumerables formas en que esas instrucciones podrían asignarse, pero debe haber un acuerdo entre el chip de hardware y las cadenas de 1 y 0 que se ejecutan para que ocurra algo útil.

Una forma de interpretar los 1 y los 0 es con el conjunto de instrucciones ARM (comúnmente en teléfonos celulares). Llamamos a este lenguaje de máquina, pero en realidad son instrucciones legibles por humanos de 0 y 1. Otra forma de interpretar los números es con x86 (comúnmente en los escritorios).

Cuando escribe un programa en el lenguaje de programación C, es necesario traducirlo (compilarlo) al lenguaje de máquina del chip en el que se ejecutará.

Todos los chips convencionales o computadoras pueden calcular el mismo tipo de cosas, no más que una máquina Turing con cinta infinita (almacenamiento), la capacidad de marcar y cambiar dígitos, y moverlos. Es simplemente una elección sobre cómo exactamente se escribirá y leerá el problema.