Estructura básica de un computador

Un computador es un sistema secuencial capaz de realizar un conjunto de operaciones básicas que se llaman instrucciones. La máquina sencilla sigue la estructura de Von Neumann. La arquitectura de Von Neumann se basa en tres bloques fundamentales, enlazados con cuatro buses:

bus de datos: es bidireccional (puede hacer lecturas o escrituras). Se utiliza para realizar la transferencia del contenido de la dirección seleccionada.

bus de direcciones: es unidireccional. La CPU indica la dirección de memoria donde se encuentra el dato o la instrucción a la cual quiere acceder.

bus de control: es bidireccional. Permite controlar la transferencia de datos que se han de realizar: la lectura o escritura, a memoria o a periférico...

En este enlace podremos observar una imagen de como se conectan estos tres grandes bloques.

Los elementos principales de un computador digital son análogos a los elementos

que hemos identificado en la actividad anterior y se muestran en la Figura.

o La unidad de memoria (abreviadamente UM) realiza las funciones del papel y su misión es la de almacenar tanto instrucciones como datos.

o La unidad de control de programa (abreviadamente UC) se encarga de interpretar y secuenciar las instrucciones.

o La unidad aritmético-lógica (abreviadamente UAL) se encarga de ejecutar las instrucciones y se denomina así porque, al igual que el cerebro, las operaciones que esta unidad es capaz de realizar pueden ser tanto de naturaleza numérica:

operaciones aritméticas, como no numérica: operaciones lógicas, tales como saltos condicionales en el programa o procesamiento simbólico.

Las unidades de control de programa y aritmético-lógica suelen unirse formando la denominada unidad central de proceso o, abreviadamente, UCP, que se asemeja en sus cometidos al cerebro cuando realiza los cálculos humanos.

Una diferencia sustancial entre el hombre y la máquina radica en la forma en que

ambos representan la información (tanto instrucciones como datos). Los seres

humanos utilizan los lenguajes naturales, que contienen una gran variedad de

símbolos, y suelen representar los números en base 10.

Sin embargo los computadores actuales, debido a las tecnologías electrónicas en

que se fundamentan basadas en transistores, procesan y almacenan la información

en forma binaria, es decir, utilizando dos únicos símbolos denominados

convencionalmente 0 y 1.

Para poder establecer la comunicación entre la máquina y los usuarios humanos

deberá utilizarse un traductor que convierta la información desde el lenguaje

máquina al lenguaje humano y viceversa. El dispositivo que realiza esta función es

un computador digital que se denomina unidad de entrada-salida.

La Unidad de Control de un computador se encuentra formada por dos elementos funcionales básicos: el controlador y la interfase.

Existen tres grupos básicos de elementos funcionales en un computador: los de almacenamiento, los de operaciones y los de búsqueda.

Cada operación elemental comprende un conjunto formado por uno o más fases de instrucción.

Habitualmente aparecen tres buses en la estructura básica de cualquier computador: el bus de datos, el bus de direcciones y el bus de control.

2.- Los códigos alfanuméricos más usuales se caracterizan en general por:

Incluyen todos los símbolos que aparecen en el teclado de un computador.

Utilizan un sistema de codificación que suele ser por campos.

Emplean un número de bits para codificar un carácter que suele estar entre 16 y 32.

Excluir, siempre que sea posible, la representación de las letras mayúsculas.

3.- Indique cual de los siguientes NO se corresponde con ninguno de los grupos de instrucciones establecidos en la clasificación de Fairclough:

Movimientos o transferencias de datos.

Aritméticos.

De operaciones en código BCD.

De bit.

4.- El dispositivo que se utiliza para introducir imágenes contenidas en un plano, tales como dibujos y fotografías, en la memoria de un computador se denomina:

Scanner.

Tableta digitalizadora.

Lápiz óptico.

Modem.

Unidad central de proceso

También llamada CPU, o procesador del sistema.

Esta compuesto de las siguientes partes:

- Unidad de control: coordina las actividades de la computadora, ejecutando programas en forma ordenada y interactuando con las unidades de entrada y salida.

- Unidad aritmético-lógica (ALU): como su nombre lo indica es la parte de la CPU que se encarga de todos las operaciones aritméticas básicas (suma, resta, multiplicación, división, etc.) y lógicas (las operaciones: O lógica, Y lógica, Negación, etc.)

Memoria

Es la parte de la computadora que almacena los programas (o parte de ellos) y datos para que el programa que esté en funcionamiento cumpla su tarea. Es por este motivo que esta memoria es de gran velocidad.

Existen dos tipos de memoria:

- Memoria RAM: (Random Acces Memory) Memoria de acceso aleatorio. En este tipo de memoria se puede escribir y leer, pero los datos almacenados en ella desaparecerán si se desconecta la energía.

Hay diferentes tipos de memoria RAM, la estática SRAM (retiene los datos mientras haya energía) y la dinámica DRAM (va perdiendo el dato que tiene almacenado y hay que refrescarlos frecuentemente), por este motivo las SRAM son mas rápidas pero tienen menos capacidad que una DRAM para un mismo dispositivo de memoria.

- VRAM: (Video RAM) Es un tipo especial de memoria RAM, que se utiliza en adaptadores de video.

Su principal diferencia es que puede ser accesada por dos diferentes dispositivos en forma simultánea.

Esto permite que un monitor pueda acceder a la VRAM para actualizar la pantalla mientras que el procesador gráfico suministra nuevos datos. Permite mejores rendimientos, pero es más cara.

- RAMBUS: Esta memoria es exclusiva de las Pentium 4, y trabaja a una velocidad de 400 a 800 Mhz del bus de datos

Tipos de presentación de la memoria RAM

- SIMM: (Single In line Memory Module). Es un encapsulado que consta de un circuito impreso pequeño con los chips de memoria y que se inserta generalmente en un zócalo SIMM en la placa madre de la computadora.

Hay de dos tipos de 30 y de 72 pines. Los de 30 vienen en capacidades de 256K y 1Mb y ya casi no se usan. Los de 72 vienen en versiones de 4, 8, 16, 32 . Su principal desventaja: trabajan en pares.

- DIMM: (Dual In line Memory Module). Igual que el anterior, pero se inserta en un zócalo DIMM en la placa madre y utiliza un conector de 168 contactos. Hay de varios tipos EDO, DRAM, SDRAM, PC100, PC133.

No se pueden mesclar DIMM y SIMM. Las DIMM EDO, DRAM. SDRAM trabajan de 66 a 83 Mhz, wel PC100 a 100 Mhz y el PC133 a 133 Mhz. Estos Mhz. se refieren a la velocidad del bus de datos de la tarjeta madre.

El DIMM EDO trabaja a 45 nanosegundos, DRAM y SDRAM a 15 nanosegundos, PC100 a 10 nanosegundos y PC133 a 7 nanosegundos. Mientras mas bajo los nanosegundos ,as rápida la memoria.

- DIP: (Dual In line Package) memoria almacenada en un tipo de encapsulado rectangular con dos filas de pines de conexión a cada lado. (antiguas)

Memorias DDR

Los módulos de memoria DDR SDRAM son memorias tipo DIMM (184 contactos y 64 bits), con velocidades de trabajo que van de los 200 a los 400 Mhz. Este tipo de memoria está siuendo sustituida por la memoria DDR2 (240 contactos y 64bits)

Memorias DDR2

Son módulos tipo DIMM (240 contactos y 64 bits) y tienen unas velocidades de bus de memoria real de entre 100MHz y 266MHz

La principal característica de los módulos de memoria DDR2 es que realizan 4 accesos por ciclo de reloj, lo que hace que la velocidad efectiva del bus de memoria sea la multiplicación de la velocidad del bus de memoria real por 4

Esta característica duplica la velocidad del tipo DDR, y su consumo es casi la mitad que de ésta.