Arquitectura del la Computadora

Arquitectura de una computadora
Una computadora típica actual tiene cinco componentes básicos: Memoria principal,
CPU, dispositivos de almacenamiento, dispositivos de E/S (entrada/salida) y
dispositivos de comunicaciones.
La memoria central o simplemente memoria (interna o principal) se utiliza para
almacenar información (RAM, Random, Access Memory), En general, la información
almacenada en memoria puede ser de dos tipos: las instrucciones de un programa y los
datos con los que operan las instrucciones. Por ejemplo, para que un programa se pueda
ejecutar (correr, funcionar…, en ingles run) debe ser situado en la memoria central.
La memoria central de una computadora es una zona de almacenamiento organizada en
centenares o millares de celdas de memorias. Existen dos conceptos importantes
asociados a cada celda o posición de memoria: su dirección y su contenido. Cada celda
o byte tiene asociada una única dirección que indica su posición en memoria y
mediante la cual se puede acceder a la posición para almacenar o recuperar información.
La información almacenada en una posición de memoria es su contenido.
Siempre que una nueva información se almacena en una posición, se destruye
(desaparece) cualquier información que en ella hubiera y no se puede recuperar. La
dirección es permanente y única, el contenido puede cambiar mientras se ejecuta el
programa.
Ejemplo:
Los datos alfanuméricos (alfabeto, dígitos o incluso caracteres especiales) se almacenan
en un byte, la información numérica se almacena de un modo diferente. Los datos
numéricos ocupan dos, cuatro o incluso ocho bytes consecutivos, dependiendo del tipo
de dato numérico.
En la memoria principal se pueden distinguir dos tipos de memoria: RAM y ROM. La
memoria RAM almacena los datos es instrucciones a procesar. Es un tipo de memoria
volátil (su contenido se pierde cuando se apaga la computadora); esta memoria es, en
realidad, la que se suele conocer como memoria principal o de trabajo; en esta memoria
se pueden escribir datos y programas, así como leer de ella.
La memoria ROM (Read Only Memory, memoria de lectura) es una memoria
permanente en la que no se puede escribir (viene pregrabada “grabada” por el
fabricante; es una memoria de sólo lectura). Los programas almacenados en ROM no
se pierden al pagar la computadora, y cuando se enciende se lee la información
almacenada en esta memoria, suelen utilizarse para almacenar los programas básicos
que sirven para arrancar la computadora; por ello se considera como una memoria no
volátil.
El tamaño de la memoria se especifica normalmente en bytes. La memoria RAM
de computadoras domesticas suele oscilar entre 128 y 512 MB (Megabytes), con
tendencia a crecer.
La Unidad Central de Proceso (CPU)
La Unidad Central de Proceso (Central Processing Unit, CPU), dirige y controla el
proceso de información realizado por la computadora. La CPU procesa o manipula la
información almacenada en memoria; puede recuperar información desde memoria (esta
información son datos o instrucciones: programas). También puede almacenar los
resultados de estos procesos en memoria para su uso posterior.
El cerebro del computador es la CPU, llamado también microprocesador o procesador.
La CPU consta de dos componentes: unidad de control (UC) y unidad aritmético-lógica
(UAL). La unidad de control coordina las actividades de la computadora y determina
qué operaciones se deben realizar y en que orden; asimismo controla y sincroniza todo
el proceso de la computadora.
La unidad aritmético-lógica realiza operaciones aritméticas y lógicas, tales como suma,
resta, multiplicación, división, comparaciones, etc.
Su rendimiento depende de los ciclos por segundo a que ejecuta los procesos, lo que se
mide en hertzios1. La velocidad de un microprocesador se mide en megahercios (MHz).
Microprocesadores
Los fabricantes más populares de microprocesadores son Intel y AMD.
Generación (modelo del microprocesador)
• Intel Pentium 4
• AMD Athlon
La velocidad disponible de los microprocesadores son: 1,5, 1,6, 1,7, 1,8…2,0…, GHz.
Dispositivos de E/S
Los dispositivos de entrada salida (E/S) permiten la comunicación entre el usuario y la
CPU u otras computadoras. Los dispositivos de entrada como el teclado y el mouse se
usan para introducir datos, programas y mandatos a la CPU. Los dispositivos como
monitores e impresoras se usan para mostrar o imprimir la información. Otros
dispositivos de E/S son los escáneres, lectores de códigos de barra, lectores de tarjetas
magnéticas, etc.
Dispositivos de almacenamiento
Los dispositivos de almacenamiento, se usan para almacenar datos y programas. Los
dispositivos de almacenamiento secundario se denominan memoria no volátil, mientras
que la RAM se denomina memoria volátil.
Los dispositivos de almacenamiento más comunes:
• Disco Duro
• Disquetes
• Cintas Magnéticas
• Discos Compactos (CD)
• PenDrive, etc.
1
El hertzio es la unidad de frecuencia de las vibraciones eléctricas. Equivale a un ciclo por segundo, una
vuelta completa del reloj interno del microprocesador. Un megahertzio (MHz) es un millón de hertzios.
Los procesadores Pentium (2006) alcanzan los 2.000 MHz, es decir, 2 GHz.
Dispositivos de Comunicaciones
Un dispositivo de comunicación conecta la computadora personal con la red.
Algunos de los dispositivos de comunicaciones son: Módem, tarjeta de red, tarjeta
inalámbrica, Bluetooth, etc.
Buses
Aunque se disponga de CPU y memorias no se tendrá nada útil hasta que estos
componentes se interconecten entre sí. Para esto, el computador utiliza buses.
La estructura del BUS es la del sistema nervioso del computador, son los cables y
conexiones que permiten que pasen los impulsos eléctricos de una sección a otra.