ESTRUCTURA INTERNA DEL COMPUTADOR

ESTRUCTURA INTERNA DEL COMPUTADOR
Dependiendo del tipo de datos que procesa una computadora, se puede clasificar como
analógica manipula datos analógicos (señales) o una computadora digital que trabaja con
datos digitales (0 y 1).
Conceptualmente, las computadoras digitales actuales son similares entre sí, puesto que
todas ellas están basadas en una arquitectura propuesta por John Von Newmann (19031957). Ahora bien, casi todas las computadoras actuales se pueden clasificar
básicamente en: computadoras personales, estaciones de trabajo, minicomputadoras y
mainframes. Independientemente, del tamaño o potencia de una computadora digital,
todas ellas están compuestas por unidades o módulos dedicados a tareas específicas.
Esta construcción modular facilita su mantenimiento y ampliación.
En las computadoras digitales se pueden identificar las siguientes unidades funcionales
principales:
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Unidades de entrada y salida
Unidad de memoria,
Unidad central de proceso (CPU)
Unidad de almacenamiento secundario
Para que estas unidades puedan "comunicarse" entre sí, existe un elemento que las
interconecta, llamado bus del sistema. Físicamente, el bus del sistema es un conjunto de
cables. En la siguiente figura (figura 1), se pueden apreciar de manera gráfica, las
unidades funcionales más importantes de una computadora.
las flechas indican las direcciones que pueden tomar los datos.
Figura 1. Unidades funcionales más importantes de una computadora
Un concepto de computadora que menciona su arquitectura es el aportado por Duffy, T.
(1994), el cual señala que “una computadora es un dispositivo electrónico de uso general
que realiza operaciones aritmético – lógicas a gran velocidad, de acuerdo con
instrucciones internas y los procesos que realizan en general”. De acuerdo con esto, para
conocer realmente a las computadoras personales, hay que estudiar su arquitectura
interna; es decir, la unidad aritmética lógica, la unidad de control, los buses, la memoria, la
velocidad de procesamiento. Dos componentes principales manejan el procesamiento de
datos en una computadora: La CPU y la memoria, ambos localizados en la tarjeta madre,
que es el tablero de circuitos que interconecta la CPU a los otros dispositivos de
hardware.
Unidad Central de Procesamiento (CPU)
La CPU, conocida también como
“procesador” o cerebro de la
computadora, es el lugar donde se
interpretan las instrucciones y se
manipulan los datos. La CPU
Interpreta y lleva a cabo las
instrucciones de los programas
(Entrada),
efectúa
operaciones
aritméticas y lógicas con los datos
(proceso) y se comunica con las
demás partes del sistema (salida).
Consta de uno o más circuitos
integrados y un microprocesador que
es un solo circuito integrado llamado
Chip. Cada CPU posee dos partes
básicas la unidad de control y la
unidad lógica aritmética.
Figura 2: Unidad Central de Proceso CPU
La Velocidad: La velocidad de un
procesador se mide en Megahertz (Mhz, que significa millones de ciclos de reloj por
segundo) y en Gigahertz (Ghz, miles de millones de ciclos por segundo), aunque este
valor por sí mismo no representa a cabalidad la velocidad del procesador, ya que
independientemente del crecimiento en velocidad, varía su eficiencia, dependiendo de la
calidad de los materiales con que haya sido construido.
Existen varias marcas que fabrican procesadores en el mercado, la más reconocida
mundialmente es Intel. Actualmente, las velocidades de los procesadores fabricados por
Intel se miden en GHz.
Unidad Aritmético Lógica (U.A.L.)
La Unidad Aritmético/Lógica realiza las operaciones y cálculos matemáticos
(potenciaciones, sumas, restas, multiplicaciones y divisiones) y operaciones lógicas
(comparaciones: “igual a”, “mayor que”, “menor que”, entre otras). Tiene un registro muy
importante conocido como: Acumulador. Al realizar operaciones aritméticas y lógicas, la
UAL mueve datos entre ella y el almacenamiento. Los registros que son áreas de
almacenamiento temporal que contienen datos, realizan seguimiento de instrucciones y
conservan la ubicación y los resultados de las operaciones.
Unidad de Control (U.C.)
La Unidad de Control es la que dirige todas las actividades de la computadora; es decir,
todos los recursos son administrados desde la UC, por tanto se puede decir que la Unidad
de Control es el centro lógico de la computadora, ya que:
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Supervisa la ejecución de los programas;
Interpreta las instrucciones
Coordina y controla el sistema de cómputo.
Temporiza, enumera y regula las operaciones de la totalidad del sistema
informático.
Lee las configuraciones de datos en un registro designado y las convierte en una
actividad e indica en que orden utilizará la CPU las operaciones individuales
Indica el tiempo que consumirá cada operación.
En general, todos los datos que fluyen a través de la computadora son dirigidos por la UC,
quien coordina las actividades de Entrada/Salida determinando qué instrucción se debe
ejecutar y pone a disposición los datos pedidos por la instrucción. Véase la Figura 3 para
comprender en forma gráfica su funcionamiento.
Almacenamiento
Memoria
Dispositivos
de Entada
UC
UAL
CPU
Figura 3. Funcionamiento de la Unidad de Control
Dispositivos
de Salida