Elementos del PC (II)
Elementos físicos de un sistema informático
Vimos en el anterior artículo una muy pequeña introducción al hardware, nos referimos a la arquitectura propuesta por John von Neumann que es a la que responden la mayor parte de computadoras. En este tutorial voy a intentar describir los elementos básicos más característicos intentando seguir un orden lógico.
Para volver a orientarnos pongo de nuevo el diagrama de una computadora convencional y sus periféricos según John von Neumann, el cual voy a seguir y voy a describir muy brevemente:
1.- Unidad Central de Proceso (CPU)
Unidad Central de Procesamiento, en inglés Central Processing Unit (CPU). Esta unidad es el elemento capaz de procesar una serie de funciones, se denomina microprocesador por su reducido tamaño. Es el cerebro del ordenador, el que controla qué funciones debe realizar cada elemento. Está compuesta de una Unidad de control, de la Unidad Aritmético-Lógica y de un Reloj, además contiene una serie de registros de uso general donde puede almacenar temporalmente datos e instrucciones.
- Unidad de Control (UC): La Unidad de Control es la encargada de controlar que las instrucciones se ejecuten, buscándolas en la memoria principal, decodificándolas (interpretándolas) y que después serán ejecutadas en la unidad de proceso.
- Unidad Aritmético-Lógica (UAL): Es la encargada de realizar operaciones aritméticas (sumas, restas, multiplicaciones...) y operaciones lógicas (comparación para determinar si es igual, menor o mayor). Además de los circuitos capaces de realizar estas operaciones, la UAL está compuesta por registros donde puede almacenar temporalmente los datos.
- Reloj: Es un oscilador capaz de marcar pulsos regulares. Los componentes electrónicos toman como valores de entrada la señal que se obtiene de salida de otro u otros. Para estar seguro de que los valores de entrada son los correctos, sólo se toman en uno de estos pulsos de reloj y no se volverá a hacer hasta el siguiente.
2.- Memoria Principal o Primaria
La memoria principal es donde se almacenan los datos y programas con los que se está trabajando actualmente. Todas las instrucciones y
datos que maneja el ordenador deben pasar por ella, por lo que su característica esencial debe ser la velocidad. La memoria se estructura en una matriz constituida por celdas; cada una de ellas ocupa una posición, referenciada por su fila y columna, y que se denomina dirección de memoria. La Unidad de control puede acceder a estas celdas para almacenar o recuperar información que puede ser un dato o una instrucción. Existen dos tipos de memoria principal: memoria ROM y memoria RAM:
- Memoria ROM: Es una memoria de sólo lectura (Read Only Memory). Se utiliza básicamente para almacenar una serie de instrucciones que se ejecutan al arrancar nuestra máquina, denominadas BIOS (Basic Input/Output System), y que una vez configurado el sistema informático, ceden el control al Sistema operativo. Estas instrucciones pertenecen al software; sin embargo, al ser programadas de forma inalterable se parecen más al hardware. Debido a esto ha surgido el término de Firmware para denominar a lo que no es hardware pero tiene sus características.
- Memoria RAM: La memoria de tipo RAM (Random Access Memory) es de acceso aleatorio. Esto significa que para acceder a una determinada celda no es necesario pasar por todas la que la preceden. En ella se almacenan los programas y datos que deben ser procesados. Una parte de esta memoria se denomina memoria Caché, más rápida y accesible que el resto, en ella se almacenan las instrucciones a las que se hace referencia con más frecuencia. La memoria RAM puede ser leída y escrita por lo que su contenido puede ser modificado. Veremos los distintos tipos que podemos encontrarnos.
Tanto la memoria RAM como la memoria ROM tienen una serie de propiedades:
- Capacidad: Capacidad total de información que puede almacenar la memoria.
- Volatilidad: Al dejarle de suministrar corriente eléctrica pierde o se altera la información que contiene. RAM: Sí, ROM: No.
- Operación de lectura y escritura: Las operaciones básicas de almacenamiento de información en las memorias. La memoria ROM es de sólo lectura.
3.- BUS
El bus es una autopista con una serie de carriles por la que circulan los bits de un elemento a otro del computador. Cuantos más carriles tenga este bus, más información se podrá mandar por él en el mismo tiempo. El bus tiene varios grupos de hilos denominados sub-bus o igualmente bus (Bus de datos, bus de direcciones, bus de control). Aunque es posible extenderme más no lo creo necesario para este primer acercamiento, más adelante en karmany.net, ampliaremos información.
4.- Unidad de Entrada y Salida
Para que el procesador pueda interactuar con el exterior, es necesario que se pueda comunicar con los periféricos existentes y otros que puedan aparecer, aunque esto no se puede realizar de forma directa ya que existen muchas diferencias de trabajo entre la CPU y los distintos periféricos.
Se pueden diferenciar dos niveles de comunicación entre la CPU y los diferentes periféricos:
- Transferencia de información elemental de forma directa. Esta operación se realiza mediante registros de memoria denominados puertos de entrada y salida. Cada puerto tiene asignada una dirección.
- Transferencia de un conjunto de datos. Esta operación se realiza mediante los controladores de periféricos.
Por lo tanto, la Unidad de entrada y salida estaría compuesta por el conjunto de puertos y circuitos controladores que hacen posible la comunicación del procesador con el exterior.
Un controlador es un circuito electrónico que se encarga de adaptar la señal y otras características de conexión del periférico para que pueda conectarse con CPU. El controlador actúa de intermediario entre el dispositivo y la CPU:
CPU <=> Controlador <=> Periférico
Los puertos son los canales por los que el ordenador puede obtener y enviar información a periféricos.
Sobre este tema se podría hablar durante capítulos, incluso en la red existen discusiones acerca de esto que considero muy importante pero que explicarlo al detalle escapa de este artículo.
5.- Periféricos
Voy a definirlos muy simplemente como los dispositivos externos al computador.
Es importante distinguir dos conceptos:
- Soporte: Elemento físico donde está grabada o por donde circula la información
- Dispositivo: Unidad capaz de manejar ese soporte para recuperar, almacenar o transmitir información por él.
Por ejemplo, un CD de música es un soporte, mientras que el lector de CD es el dispositivo. Si recuerdas en el punto 2 hablamos de la memoria principal del ordenador que es volátil, los soportes que permiten almacenar información se denominan memoria auxiliar o secundaria. Existen varios tipos de soportes.
5.1- Dispositivos de entrada
Los Dispositivos de Entrada son aquellos a través de los cuales se envían datos externos a la unidad central de procesamiento (CPU), como el teclado, ratón, escáner, o micrófono, entre otros.
5.2- Dispositivos de salida
Los Dispositivos de Salida son aquellos que reciben los datos procesados por la computadora y permiten exteriorizarlos a través de periféricos como el monitor, impresora, escáner, plotter, altavoces, etc...
5.3- Dispositivos de entrada/salida
También llamados periféricos mixtos. La mayoría son dispositivos de almacenamiento secundario donde se puede almacenar y recuperar información, y tarjetas de red que permiten acceder a información situada en la memoria de otros computadores. Por ejemplo módem, lector de DVD, adaptador de red, etc...
6.- Chipset (Circuito Integrado Auxiliar)
El Chipset o Circuito Integrado Auxiliar es la médula espinal de la computadora, integrado en la placa base hace posible que esta funcione como eje del sistema permitiendo el tráfico de información entre el microprocesador (CPU) y el resto de componentes de la placa base, interconectándolos a través de diversos buses que son: el Northbridge (Puente Norte) y el Southbridge (Puente Sur).
El Northbridge o Puente Norte es un circuito integrado que hace de puente de enlace entre el microprocesador y la memoria además de las tarjetas gráficas o de vídeo AGP o PCI-Express, así como las comunicaciones con el Puente Sur.
El Southbridge o Puente Sur (también conocido como Concentrador de Controladores de Entrada/Salida), es un circuito integrado que coordina dentro de la placa base los dispositivos de entrada y salida además de algunas otras funcionalidades de baja velocidad. El Puente Sur se comunica con la CPU a través del Puente Norte.
Software
El Software como ya comentamos, es el soporte lógico e inmaterial dirigiendo a los componentes físicos o hardware con instrucciones y datos a través de diferentes tipos de programas.
Bueno y hasta aquí he llegado que este ya no es mi tema, sino de karmany que es el experto en software y es un campo bastante desconocido para mi, ya que lo mío es el hardware y con esto solo espero poder ayudar o contribuir un poquito en este tema desconocido pero importante. Un saludo.
Referencias
Las referencias están indicadas en el primer artículo.
todo lo que esta aqui en esta pagina es correcto
