1.2 Estructura básica de una computadora (diagrama de bloques)
¿Cuál es la estructura de computadores?
La estructura de computadores básica se divide en dos partes: el hardware y el software. El hardware está formado por los componentes de un ordenador que podemos tocar.
En cuanto al software, es su parte lógica. Básicamente es un conjunto de órdenes e instrucciones que dicen al hardware, o parte física, lo que tiene que hacer en un momento dado. Es decir, el trabajo o tarea que tiene que hacer. (UCMA, 2022)
Partes que componen una computadora
Dispositivos de entrada: se encargan de la admisión de la entrada de cifras a un ordenador. Muchos se conectan de manera externa a la parte del sistema donde está la CPU (Unidad Central de Proceso), la memoria y otros componentes. Son los periféricos de entrada: pantalla, teclado, ratón, webcam, escáner o micrófono. También hay otros que van instalados dentro de la torre con los discos y la PCU, o bien en la parte del portátil que queda bajo el teclado. Entre ellos están las tarjetas capturadoras de vídeo.(UCMA, 2022)
Dispositivos de salida: al contrario de lo que sucede con los dispositivos de entrada, estos componentes son los que se encargan de mostrar la información que procesa un ordenador. Y de hacerlo de manera que sea comprensible. En esta categoría están las pantallas, los auriculares, los altavoces o las impresoras.(UCMA, 2022)
Dispositivos de almacenamiento: son los que hacen posible que se puedan guardar archivos con todo tipo de información en un ordenador. Entre ellos están los discos SSD y los discos duros HDD, pero también las unidades de almacenamiento externas, como los sticks de memoria USB o los discos externos. También, el CD o el DVD.(UCMA, 2022)
Dispositivos de computación: estos realizan todas las tareas que tienen que ver con los cálculos y operaciones del sistema. También gestionan y controlan el resto de componentes del equipo. Entre ellos están la memoria, la tarjeta gráfica, el bus de datos y la CPU. Este último componente, dentro de la estructura de computadores, se considera el corazón y el cerebro del equipo.(UCMA, 2022)
Dispositivos de comunicación: estos aparatos que se integran en un ordenador hacen posible que este pueda comunicarse con otro. Tanto si está junto a él como si está a varios miles de kilómetros. A esta categoría pertenecen el módem, el router y la tarjeta de red.(UCMA, 2022)
Estructura basica
Una computadora tiene dos partes que funcionan de manera conjunta, ninguna puede existir sin la otra.
Una de estas partes usted la puede ver, tocar, armar y desarmar, el HARDWARE
La otra parte está constituida por las instrucciones electrónicas que hacen que el computador haga lo que usted le ordena: escribir un texto, hacer un dibujo, realizar cálculos, mostrar un vìdeo, producir música, comunicarse por teléfono con otros computadores, etc. Este es el SOFTWARE o programas.(Rodriguez, 2023)
Sofware
Software:
El software puede dividirse en varias categorías basadas en el tipo de trabajo realizado. Las dos categorías primarias de software son los sistemas operativos (software del sistema), que controlan los trabajos del ordenador o computadora, y el software de aplicación, que dirige las distintas tareas para las que se utilizan las computadoras.
Por lo tanto, el software del sistema procesa tareas tan esenciales, aunque a menudo invisibles, como el mantenimiento de los archivos del disco y la administración de la pantalla, mientras que el software de aplicación lleva a cabo tareas de tratamiento de textos, gestión de bases de datos y similares. (Rodriguez, 2023)
Hardware
El hardware se refiere a los componentes materiales de un sistema informático. La función de estos componentes suele dividirse en tres categorías principales: entrada, salida y almacenamiento. Los componentes de esas categorías están conectados a través de un conjunto de cables o circuitos llamado bus con la unidad central de proceso (CPU) del ordenador, el microprocesador que controla la computadora y le proporciona capacidad de cálculo. (Rodriguez, 2023)
El hardware es un concepto opuesto a software, también se conoce por equipo físico y soporte físico.
Los elementos principales de un computadora son:
CPU
La CPU (Unidad Central de Proceso) es el procesador del ordenador, el chip que se encarga propiamente de ejecutar las instrucciones de lenguaje máquina.
La CPU se descompone en UC i UP (Unidad de proceso) y es la encargada de interpretar las instrucciones (identifica que instrucción se tiene que realizar y determina que proceso hay que seguir para ejecutarla)
UP
La Unidad de proceso es el conjunto formado por la ALU (Unidad Aritmético-lógica), los registros internos y la lógica de interconexiones
Memoria
La memoria es el componente del hardware en el que se almacena la información procesada por el ordenador. La memoria puede estar constituida físicamente por:
Un conjunto de circuitos electrónicos, en cuyo caso estaremos haciendo referencia a la memoria interna.
Dispositivos que se basan en alguna propiedad física estable del medio para guardar la información: propiedades
ópticas, magnéticas o dieléctricas. En este segundo caso se hace referencia a la memoria externa.(Rodriguez, 2023)
Memorias
RAM: Random Access Memory (memoria de acceso aleatorio). Es volátil. Permite leer y escribir y se pierde al apagar el ordenador, por lo que aquello que requiramos posteriormente debe guardarse en otro tipo de soporte antes de apagar el ordenador.
La RAM puede compararse con los buzones de un portal. Cada una de estas celdas corresponde a un bit. Cada celda tiene un indicativo, que es la dirección de acceso. Por eso se llama memoria de acceso aleatorio. Se puede acceder a una celda en concreto sin pasar por el resto.(Rodriguez, 2023)
ROM: Read Only Memory (memoria sólo de lectura). Se distinguen a su vez por ser programables o no programables. Las programables se obtienen sin ningún tipo de contenido y es el usuario el que los introducirá. Las hay que solo se pueden programar una vez y las que pueden ser programadas más de una vez hasta un número finito de veces. Estas últimas pueden ser programadas globalmente, al reprogramarlas se borra por completo, o selectivamente, permiten reprogramar informaciones concretas.(Rodriguez, 2023)
Memoria caché:
Es una memoria especial de acceso muy rápido. Su función es la de almacenar los datos y el código utilizados en las últimas operaciones del procesador. Habitualmente el ordenador utiliza repetidas veces la misma operación. Se compone de diferentes chips.(Rodriguez, 2023)
Diagrama de bloques de una computadora
Diagrama de bloques de una computadora
BUS DE DATOS:
Interconecta los dispositivos de entrada/salida, la memoria
RAM y el CPU
BUS DE DIRECCIONES:
Se utiliza para direccional las localidades de memoria
y los dispositivos de entrada/salida
.PROCESADOR
Se considera el cerebro de la computadora
Controla laoperación de la computadora y lleva a cabo las funciones delprocesamiento de datos. Generalmente se le conoce como cpu por la sigla en ingles de central process unit. Esta formado por la unidad de control la unidadaritmética lógica y registros (COMPUTADORA, 2016)
Unidad de control
REGISTRO DE INTRUCCION:
Contienen la configuración que identifica a la instrucción que en ese momento se esta ejecutando.
REGISTRO DE PROPOSITO GENERAL:
Memorias de alta velocidad que almacena los datos que requieren procesamiento inmediato e información de control.(COMPUTADORA, 2016)
CONTADOR DE PROGRAMA:
Contiene la dirección de RAM de la siguiente instrucción que se ejecutara. Al inicio contiene la primera dirección del programa. Cada vez que se termina una instrucción, se incrementa automáticamente en uno.(COMPUTADORA, 2016)
RELOJ:
El reloj es un circuito oscilador que genera pulsos a una frecuencia constante. Estos pulsos sincronizan la ejecución de cada instrucción. Si en una
computadora el reloj tiene un periodo de 100ns se dice que trabaja a 10Mhz.(COMPUTADORA, 2016)
EL DECODIFICADOR:
Se encarga de extraer el código de operación de la instrucción que esta en el registro de instrucción lo analiza y determina el conjunto de pasos elementales en que se descompone esa instrucción concreta y emite, a través del secuenciador, las señales necesarias al resto de elementos para su ejecución.(COMPUTADORA, 2016)
EL SECUENCIADOR:
Enviar mediante el bus de datos señales de controla también
llamadas micro órdenes a los componentes del sistema. Estas micro ordenes sincronizadas por el reloj hacen que se vaya ejecutando la instrucción.(COMPUTADORA, 2016)
Unidad aritmetica logica
Se le conoce como alu, siglas en ingles de (arithmetic logia unit ). Es un conjunto de circuitos electrónicos
digitales que realizan operaciones aritméticas y lógicas
elementales. Se comunica con las otras unidades a travésdel bus. La ALU esta constituida por :
Circuito operacional:
Es un conjunto de compuertas básicas
organizadas en diferentes arreglos para llevar acabo las
operaciones.
Registros de entrada:
Guardan los datos que necesita una instrucción para ser
efectuada
Acumulador:
Guarda los resultados de las operaciones realizadas por el circuito operacional. Se conecta con los registros de entrada (en caso de encadenación) y con el bus de datos para la transmisión de resultados a launidad de control o a la memoria.
Registro de estado:
Grupo de biestables que guardan condiciones de la
última operación que pueda afectar a oper aciones posteriores. (COMPUTADORA, 2016)
Elementos de la memoria
MEMORIA PRIMARIA
Circuitos donde se almacenan en forma temporal los
programas y los datos. La información procesada por el cpu se almacena normalmente en la memoria principal hasta que termina la ejecución del programa. Existen diferentes tipos de memoria primaria
MEMORIA SECUNDARIA
Son los diversos dispositivos en los cuales se almacena información en forma
semipermanente .los datos de almacenan en la memoria secundaria y luego se llevan a la memoria ram actualmente existe una gran variedad de medios de almacenamiento secundario entre estos podemos mencionar: disco flexible, cintas magnéticas, disco duro ,CD, ROM, dvd etc. (COMPUTADORA, 2016)
Esta parte puede realizar:
Registro de memoria de datos contiene la dirección
de memoria de celda en la que se va a realizar una
operación de lectura o de escritura.
Registro de intercambio de memoria en operaciones de lectura recibe eldato que se lee para enviarle a otra unidad a través del bus. Si la operación es escritura entonces el bus recibe un dato procedente de otra unidad. (COMPUTADORA, 2016)
Fase de busqueda
La unidad de control envía un micro orden para que el Contador de Programa pase su contenido Al Registro de Dirección de Memoria.
El selector activa la celda.
El contenido de la celda pasa al Registro de Intercambio de Memoria
La instrucción pasa al Registro de Instrucción
El Decodificador analiza la instrucción, se prepara para activar el circuito que realiza la operación En la ALU e informa al secuenciador.
El contador de programa se auto incrementaen 1.(COMPUTADORA, 2016)