Gamificación para Arquitectura de Ordenadores von Neumann - Contenido educativo
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Vídeo con representación visual de los flujos de información entre los bloques von Neumann, para Sistemas Informáticos en CFGS Desarrollo de Aplicaciones Web, y Sistemas Operativos Monopuesto en CFGM Sistemas Microinformáticos y Redes
Bueno, este vídeo tiene como objetivo ayudaros un poco en la comprensión de la arquitectura
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de Numa, una de las partes más complicadas de la arquitectura de Numa. Como sabéis tenéis
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una infografía colgada en la web virtual en la que ya está representado todo esto, pero
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lo que intento con este vídeo es hacerlo un poco más intuitivo para que entendáis
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cómo se produce el traspaso de información entre las partes de la web virtual, ¿vale?
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Utilizo elementos de la clase simulando los bloques que tenéis dentro de la infografía
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de Numa que tenemos colgada en la web virtual. Básicamente, como recordáis, son tres. Aquí
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en esta parte de la pantalla estoy representando el día de control, que es la parte más importante
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del proceso y la que se encarga de comprobar el programa que el ordenador está ejecutando.
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Aquí en la pizarra blanca estoy representando la memoria de alineamiento ecológica, que
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es lo que también entra dentro del procesador. En este caso, la parte que se encarga de hacer
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todo el calculo de matemáticos, pero sobre casi todo el programa se basa en el mismo
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procedimiento de analización de datos. Y luego, por último, este mueble de aquí
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representaría la memoria RAM, la memoria principal, la zona en la que están almacenados
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todos los datos y todas las instrucciones con que el programa se tratará de ejecutarse.
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El objetivo es realizar la interacción entre estos tres elementos. Yo llevaré la información
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de un sitio a otro simulando un poco las líneas de comunicación internas. Vale, pues comenzamos.
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Como sabéis, todo comienza con lo que hemos visualizado aquí mediante un reloj, que sería
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el reloj que marca el ritmo del ordenador. Es decir, siempre tuve que estar sincronizado
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con el programa. Ese reloj entra en un bloque, que recordaréis que se llama sincronizador,
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que es el que se encarga de repartir ese ritmo en ritmos más pequeños y distributo, en el
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último, todo ese compás, ese ritmo que todos los elementos deben seguir para que todo esté
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sincronizado. Lo he colocado ahí arriba para que estén presentes durante todo el vídeo
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y durante todo el espacio de comunicación. Dentro de la unidad de control, lo que es
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lo más importante es el contador de programa, que me va a decir a dónde tengo que ir de
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la memoria a encontrar esa instrucción que me toca ejecutar ahora. El programa, como
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sabéis, es un conjunto de instrucciones, pues para saber qué me toca hacer ahora, nadie
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me lo dice directamente, sino que el contador de programa me incita a que vaya a la memoria
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a recoger esa instrucción. Tal y como se ve aquí, el contador de programa me dice que
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voy a la memoria hasta el día 2 de la memoria. El problema es que la memoria RAM es algo
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demasiado importante para tener acceso libre, por lo tanto, está controlada. Y a la entrada,
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esta silla, simboliza el registro de direccionamiento de memoria, al que yo le tengo que enseñar
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a dónde quiero ir para que me dé permiso, puesto que la memoria que hemos representado
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y que está, que la tiene aquí, tiene zonas prohibidas a las que no debería poder acceder
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porque no tienen información privilegiada. Por lo tanto, yo le digo al registro de direccionamiento
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de memoria a dónde quiero ir, hasta el día 2, y desde el principio me da permiso. Yo
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accedo hasta el día 2, y en esta estante de día 2 voy a saber que recogo una información
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bastante larga para certificar que es la principal separación del caso. Esta información no
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la llevo directamente, sino que se la enseño a este otro bloque, que es lo que se llama
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registro de intercambio de memoria. Este registro de intercambio de memoria es el
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que se trata de distribuir esa información, de evaluar nuestra información correcta
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y de distribuirla a todo el mundo. En este caso, como esto es una instrucción, el registro
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de intercambio de memoria me la entrega y yo lo colocaré en el lugar donde aparecen
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las instrucciones. En este caso, el registro de instrucción. Este registro almacena esta
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instrucción, y muy bien, es una instrucción de un formato bastante complejo. En realidad,
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es una instrucción con información superior. Aquí existe un bloque llamado decodificador,
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que se encargará de dividir esa información en sus cuatro partes, puesto que, por su
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resultado de dos hits, toda la instrucción tiene cuatro partes principales. Voy rápido
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con esto. La primera parte es la parte que me dice qué operación matemática es la
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que tengo que hacer. Me vengo aquí y se la entrego dentro de la zona matemática al bloque
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llamado circuito operacional, que es el que tiene que saber qué operación matemática
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hay acá. El segundo bloque es el primer dato, pero, como siempre, no me da el dato directamente,
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sino que me dice a qué zona de la memoria tengo que ir para recoger ese primer dato.
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De nuevo, tengo que enseñar a dónde quiero ir. En este caso, a estantería 4, al RBN,
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al plantel de entrada. Una vez que me da acceso, yo accedo a estantería 4, le pongo
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el número, que en este caso me ha encontrado el número 3, se lo enseño al registro de
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intercambio para que se encargue de decirme que es un número válido y no lo entregué.
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En este caso, como es un número que yo voy a utilizar para la operación matemática,
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lo entrego a la entrada del circuito de realidad de las operaciones matemáticas. Ese circuito
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es el circuito operacional, que ya sabe qué tiene que sumar. Ahora, además, sabe que
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el número que tiene que sumar es el 3. Para continuar, tengo que mover al registro
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de distribución. El registro de distribución me dice que ahora tengo que ir a la estantería
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5 para poder recoger el segundo número de la operación. Como vuelvo a tener que ir
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a tener la necesidad de entrar en una RAM, le enseño al registro de direccionamiento
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que quiero ir a la estantería 5, él me da permiso, accedo a la estantería 5, en este
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caso me ha encontrado el número, que es el número 5 para poder operar, se lo entrego
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al registro de intercambio de memoria para que diga si este es un número correcto,
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yo lo llevo, y este número me invita a mí a marcarlo, en este caso, a la segunda parte
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de la operación. Aquí, el circuito que realiza el cálculo ya sabe que tiene que entrar con
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el 3 y con el 5. En este caso, tengo que sumarlos. Entonces, internamente, tiene los elementos
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que tiene que entender y llega a la conclusión de que el resultado es el número 8. Es el
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número, se lo entrego aquí a un bloque, llamado bloque acumulador, y obtengo el resultado.
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Si hubiera pasado algo especial, aquí, en el puntito a la derecha, que se llama registro
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de estado, se encendería algún tipo de luz indicando que hemos hecho una operación correcta
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o que ha ocurrido algo diferente. En este caso, no hay nada que resaltar, hemos hecho
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una operación básica, 3 más 5, 8. Llega el momento de guardar este 8 en la memoria,
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porque la verdad, chicos, que todo tiene que estar al final en la memoria RAM, en una
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parte de almacenaje de información. ¿Vale? ¿Dónde en la memoria, la memoria es la más
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abordada? Pues que nunca he olvidado este cuarto elemento. El cuarto elemento del registro
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de instrucción me dice que el resultado lo tendría que guardar en la estantería 9.
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Por un lado, me dice en donde tengo que guardarlo, por otro lado, el numerador me dice que el
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resultado es ese. Me dirijo con estos dos elementos a la entrada de la RAM, y en este
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caso, le digo al vigilante que vigila direcciones que quiero ir a la estantería 9, y le digo
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al responsable de los datos que quiero meter el dato 8. Ambos me dan el permiso, se coordinan
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y me dicen que adelante. Me dejan que escriba la memoria, y la memoria le escribo en el
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numerador 8. Finalmente, con este proceso, ya tengo la operación realizada, el resultado
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metido en la memoria RAM, y hemos terminado con esta operación. ¿Qué ocurriría ahora?
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El contador del programa tendría que indicar cuál es la siguiente instrucción a realizar.
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De nuevo, apuntándome a una estantería completa, la memoria es el contendo de la estantería
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10. Comenzaría todo el proceso de hoy. Únicamente me quedaba comentar que, como veis, para moverme
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entre estos elementos, yo no he dado los saltos por la clase, sino he ido siempre por dos
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caminos demasiado o muy concretos. Es decir, siempre he hecho este tipo de proceso. ¿Por
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qué? Porque la comunicación entre todos los elementos y el numerador se produce siempre
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a través del mismo camino. Este camino se llama Bus de Neumann, y está dividido por
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varios caminos, según lo que viajes, sean cómodos, o sean direcciones, en valle hacia
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la RAM, o en valle hacia la RAM. Esto es un poquito más complicado, pero ya sabemos que
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es un bus de comunicación, sino una línea de comunicación nos basta. Bueno, chicos,
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espero que os haya quedado claro con esto. Muchísimas gracias, y ya sabéis que si tenéis
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cualquier duda, a través del chat de la web virtual, podéis contactar contigo. Muchas
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gracias.
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- Idioma/s:
- Idioma/s subtítulos:
-
- Autor/es:
- José Ramón García Sánchez
- Subido por:
- Jose Ramon G.
- Licencia:
- Reconocimiento
- Visualizaciones:
- 11
- Fecha:
- 9 de noviembre de 2023 - 11:35
- Visibilidad:
- Clave
- Centro:
- IES CLARA DEL REY
- Duración:
- 08′ 26″
- Relación de aspecto:
- 1.78:1
- Resolución:
- 1920x1080 píxeles
- Tamaño:
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