ARQUITECTURA DE LAS COMPUTADORASARQUITECTURA DE LAS COMPUTADORAS

Forma de seleccionar e interconectar componentes Forma de seleccionar e interconectar componentes de de hardwarehardware para crear computadoras según los para crear computadoras según los requerimientos de funcionalidad, rendimiento y requerimientos de funcionalidad, rendimiento y costocosto.

UNIDAD CENTRAL DELSISTEMAUNIDAD CENTRAL DELSISTEMAEn la unidad central del sistema se alojan los componentes En la unidad central del sistema se alojan los componentes y circuitería que van a realizar las tareas fundamentales de y circuitería que van a realizar las tareas fundamentales de la computadora.la computadora.

Placa principal.Placa principal. Microprocesador central o unidad Microprocesador central o unidad

central de proceso (CPU).central de proceso (CPU). Disco Duro.Disco Duro. Bus.Bus. Memoria principal.Memoria principal. Otros componentes Otros componentes

controladores.controladores. Fuente de alimentación eléctrica.Fuente de alimentación eléctrica.

Placa principalPlaca principal

Es una placa con un circuito impreso donde se Es una placa con un circuito impreso donde se conectan los elementos básicos de la conectan los elementos básicos de la computadora: El microprocesador, el bus y toda o computadora: El microprocesador, el bus y toda o parte de la memoria principal.parte de la memoria principal.

En algunos lugares también aparece denominada En algunos lugares también aparece denominada como como placa baseplaca base o o placa madreplaca madre..

Microprocesador central o unidad central Microprocesador central o unidad central de proceso (CPU)de proceso (CPU)

Es el elemento fundamental de la computadora. Es el elemento fundamental de la computadora. El microprocesador va a ocuparse de la ejecución El microprocesador va a ocuparse de la ejecución de las órdenes de comandos, los cálculos de las órdenes de comandos, los cálculos matemáticos solicitados por las referidas órdenes matemáticos solicitados por las referidas órdenes y el manejo de los datos asociados a los cálculos. y el manejo de los datos asociados a los cálculos.

BusBus

Es un circuito que conecta el procesador central con Es un circuito que conecta el procesador central con todo el resto de componentes de la computadora. todo el resto de componentes de la computadora.

El bus sirve para que llegue al procesador la El bus sirve para que llegue al procesador la información y las solicitudes de trabajo, desde el información y las solicitudes de trabajo, desde el exterior, y envié hacia fuera los resultados del exterior, y envié hacia fuera los resultados del trabajo realizado.trabajo realizado.

Memoria principalMemoria principal

Es la zona de trabajo donde la Es la zona de trabajo donde la computadora va a almacenar computadora va a almacenar temporalmente las órdenes a ejecutar y temporalmente las órdenes a ejecutar y los datos que deberán manipular esas los datos que deberán manipular esas órdenes.órdenes.

Componentes de controlComponentes de control

Son elementos que sirven como apoyo al Son elementos que sirven como apoyo al funcionamiento del microprocesador central. funcionamiento del microprocesador central. Fundamentalmente, son componentes Fundamentalmente, son componentes especializados en realizar determinadas especializados en realizar determinadas operaciones, descargando al microprocesador operaciones, descargando al microprocesador central de estas actividades y permitiéndole central de estas actividades y permitiéndole obtener una mayor rapidez y efectividad en el obtener una mayor rapidez y efectividad en el manejo del conjunto del sistema informático.manejo del conjunto del sistema informático.

Generador de relojGenerador de reloj

Fuentes de alimentación eléctricaFuentes de alimentación eléctrica

Las fuentes de alimentación proporcionan Las fuentes de alimentación proporcionan la energía eléctrica que necesita la la energía eléctrica que necesita la computadora para funcionar. Esa energía computadora para funcionar. Esa energía se estabiliza para impedir que la se estabiliza para impedir que la computadora se vea afectada por computadora se vea afectada por oscilaciones bruscas en el suministro de oscilaciones bruscas en el suministro de las compañías eléctricas. las compañías eléctricas.

Disco DuroDisco Duro

El El disco durodisco duro es un dispositivo de es un dispositivo de almacenamiento no volátil, es decir conserva la almacenamiento no volátil, es decir conserva la información que le ha sido almacenada de forma información que le ha sido almacenada de forma correcta aun con la perdida de energía, emplea correcta aun con la perdida de energía, emplea un sistema de un sistema de grabación magnética digitalgrabación magnética digital..

Se encuentra almacenado el Se encuentra almacenado el sistema operativosistema operativo y y

el resto de programas de la computadora.el resto de programas de la computadora.

UNIDAD CENTRAL DE PROCESOUNIDAD CENTRAL DE PROCESO (CPU)(CPU) (Microprocesador)(Microprocesador)

Son construidos sobre un cristal de Son construidos sobre un cristal de silicio semiconductor donde se crean silicio semiconductor donde se crean todos los elementos que forman un todos los elementos que forman un circuito electrónico (transistores, circuito electrónico (transistores, resistencias, etc.) y las conexiones resistencias, etc.) y las conexiones necesarias para formarlo. necesarias para formarlo.

El microprocesador central de una El microprocesador central de una computadora se divide en:computadora se divide en:

• Unidad de controlUnidad de control (control (control unit o CU)unit o CU)

• Unidad aritmética – Unidad aritmética – lógicalógica (Aritmethic Control (Aritmethic Control Unit o ALU)Unit o ALU)

• RegistrosRegistros

El Microprocesador - La unidad de controlEl Microprocesador - La unidad de control

MManeja y coordina todas las operaciones del sistema aneja y coordina todas las operaciones del sistema informático dando prioridades y solicitando los servicios de informático dando prioridades y solicitando los servicios de los diferentes componentes para dar soporte a la unidad los diferentes componentes para dar soporte a la unidad aritmética-lógica en sus operaciones elementales.aritmética-lógica en sus operaciones elementales.

Sus funciones básicas son:Sus funciones básicas son:

1.1. Manejar todas las operaciones de acceso, Manejar todas las operaciones de acceso, lectura y escritura a cada una de las lectura y escritura a cada una de las posiciones de la memoria principalposiciones de la memoria principal

2. Interpretar la instrucción en proceso2. Interpretar la instrucción en proceso

3. Realizar las tareas que se indican3. Realizar las tareas que se indican

El Microprocesador - La unidad El Microprocesador - La unidad aritmética-lógicaaritmética-lógica

Realiza los diferentes cálculos matemáticos y Realiza los diferentes cálculos matemáticos y lógicos que van a ser necesarios para la lógicos que van a ser necesarios para la operatividad de la computadora, debe recordarse operatividad de la computadora, debe recordarse que todo el funcionamiento de una computadora que todo el funcionamiento de una computadora se realiza sobre la base de una serie de se realiza sobre la base de una serie de operaciones matemáticas en código binario. operaciones matemáticas en código binario.

Su misión es realizar las operaciones con los Su misión es realizar las operaciones con los datos que recibe siguiendo las instrucciones datos que recibe siguiendo las instrucciones dadas por la unidad de control. dadas por la unidad de control.

REGISTROSREGISTROS

Los registros son un medio de ayuda a Los registros son un medio de ayuda a las operaciones a la unidad de control, y las operaciones a la unidad de control, y la unidad aritmética y lógica. la unidad aritmética y lógica.

Permite almacenar información Permite almacenar información temporalmente, para facilitar la temporalmente, para facilitar la manipulación de los datos por parte de la manipulación de los datos por parte de la cpu. cpu.

RestauranteRestaurante

Unidad Central de Proceso (Microprocesador)

1.1. Controla, Ejecuta e Interpreta Controla, Ejecuta e Interpreta las instrucciones (CU)las instrucciones (CU)

2. Operaciones Matemáticas (ALU)2. Operaciones Matemáticas (ALU)

3. Registro

Disco DuroDisco Duro

Existen distintos tipos de interfaces las mas Existen distintos tipos de interfaces las mas comunes son: comunes son: Integrated Drive ElectronicsIntegrated Drive Electronics (IDE, (IDE, también llamado ATA) , SCSI generalmente usado también llamado ATA) , SCSI generalmente usado en servidores.en servidores.

El disco duro no puede ser utilizado por un El disco duro no puede ser utilizado por un sistema operativo. Antes tenemos que definir en sistema operativo. Antes tenemos que definir en él un formato de bajo nivel, una o más particiones él un formato de bajo nivel, una o más particiones y luego hemos de darles un formato y luego hemos de darles un formato que pueda ser entendido por nuestro sistema que pueda ser entendido por nuestro sistema

Existen diversos software para formatear y Existen diversos software para formatear y particionar al disco duro: FDiskparticionar al disco duro: FDisk

Disco DuroDisco Duro

Disco DuroDisco Duro LAS CABEZAS (Heads)LAS CABEZAS (Heads)

Están ensambladas en pila y son las Están ensambladas en pila y son las responsables de responsables de la lectura y la escritura la lectura y la escritura de de los datos en los discoslos datos en los discos

Cilindros (cylinders)Cilindros (cylinders)El par de pistas en lados opuestos del El par de pistas en lados opuestos del disco se llama cilindrodisco se llama cilindro

Pistas (tracks) Pistas (tracks) Un disco está dividido en delgados Un disco está dividido en delgados círculos concéntricos llamados pistas. círculos concéntricos llamados pistas. Las cabezas se mueven entre la pista Las cabezas se mueven entre la pista más externa ó pista cero a la mas más externa ó pista cero a la mas interna.interna.

Sectores (sectors)Sectores (sectors) Los HD almacenan los datos en Los HD almacenan los datos en

pedazos gruesos llamados sectores. pedazos gruesos llamados sectores.

Disco DuroDisco Duro

La memoria principalLa memoria principal

Está compuesta lógicamente por una serie Está compuesta lógicamente por una serie de celdas de bits que permiten almacenar de celdas de bits que permiten almacenar en cada una de ellas un byte de en cada una de ellas un byte de información en código binario 0,1 que será información en código binario 0,1 que será parte de un dato o de una instrucción.parte de un dato o de una instrucción.

La memoria principal se divide La memoria principal se divide fundamentalmente en dos partes: fundamentalmente en dos partes: volátil volátil y no volátily no volátil..

MEMORIA DE ACCESO ALEATORIO MEMORIA DE ACCESO ALEATORIO (Volátil o RAM)(Volátil o RAM)

Las memorias de acceso aleatorio (RAM: random Las memorias de acceso aleatorio (RAM: random access memory) access memory)

La RAM es memoria volátil, es decir pierde la La RAM es memoria volátil, es decir pierde la información almacenada en su interior si el información almacenada en su interior si el sistema informático que la soporta es apagado.sistema informático que la soporta es apagado.

MEMORIA DE SOLO LECTURA MEMORIA DE SOLO LECTURA (No volátil o ROM)(No volátil o ROM)

La ROM (read only memory) es una La ROM (read only memory) es una memoria de solo lectura. En ella solo se memoria de solo lectura. En ella solo se puede leer la información que contiene, puede leer la información que contiene, sólo es posible modificarla con medios sólo es posible modificarla con medios especializados. especializados.

En este tipo de memoria se acostumbra a En este tipo de memoria se acostumbra a guardar las instrucciones de arranque y el guardar las instrucciones de arranque y el funcionamiento coordinado de la funcionamiento coordinado de la computadora. computadora.

MEMORIA CACHEMEMORIA CACHE

La memoria cache es una zona La memoria cache es una zona especial de la memoria principal que especial de la memoria principal que se construye con una tecnología de se construye con una tecnología de acceso mucho más rápida que la acceso mucho más rápida que la memoria RAM convencional.memoria RAM convencional.

La memoria cache forma parte de la La memoria cache forma parte de la tarjeta madre y del procesador (Hay tarjeta madre y del procesador (Hay dos tipos) y se utiliza para acceder dos tipos) y se utiliza para acceder rápidamente a la información que rápidamente a la información que utiliza el procesador. utiliza el procesador.

Existen cache primario (L1) y cache Existen cache primario (L1) y cache secundario (L2). El cache primario secundario (L2). El cache primario esta definido por el procesador y no esta definido por el procesador y no lo podemos quitar o ponerlo podemos quitar o poner

MEMORIA CACHEMEMORIA CACHE

MEMORIA CACHEMEMORIA CACHE

BUSESBUSES Bus de direcciones.-Bus de direcciones.- Es un canal de Es un canal de

comunicación constituido por líneas que comunicación constituido por líneas que apuntan a la dirección de memoria a apuntan a la dirección de memoria a tratar. tratar.

Bus de datos.-Bus de datos.- El bus de datos es el medio El bus de datos es el medio por el que se transmite la instrucción o por el que se transmite la instrucción o dato apuntado por el bus de direcciones.dato apuntado por el bus de direcciones.

Bus de control.-Bus de control.- Es un número variable de Es un número variable de líneas a través de la que se controlan las líneas a través de la que se controlan las unidades complementarias.unidades complementarias.

EL RELOJEL RELOJ

El reloj de una computadora se utiliza El reloj de una computadora se utiliza para dos funciones principales:para dos funciones principales:

1.1. Para sincronizar las diversas Para sincronizar las diversas operaciones que realizan los operaciones que realizan los diferentes subcomponentes del diferentes subcomponentes del sistema informático.sistema informático.

2. Para saber la hora.2. Para saber la hora.

Reloj del Sistema = Un pulso electrónico usado para sincronizar el procesamiento. (Entre pulso y pulso solamente puede tener lugar una sola acción).

Medido en megahertz (MHz) dónde 1 MHz= 1 millón de ciclos por segundo o gigahertz (GHz) donde 1 GHz = 1 ciclos de mil millones por segundo.

De esto es lo que están hablando cuando dicen que una computadora es una máquina de 2.4 GHz .La velocidad de su reloj es de 2.4 mil millones de ciclos por segundo.

EL RELOJEL RELOJ

TARJETAS DE EXPANSIÓN TARJETAS DE EXPANSIÓN INTERNAINTERNA

Las tarjetas de expansión están diseñadas y Las tarjetas de expansión están diseñadas y dedicadas a actividades especificas como pueden dedicadas a actividades especificas como pueden ser de controlar la salida de video de la ser de controlar la salida de video de la computadora, graficas, comunicaciones, etc.computadora, graficas, comunicaciones, etc.

Las tarjetas de expansión controladoras de Las tarjetas de expansión controladoras de periféricos más importantes son:periféricos más importantes son:

1.1. Las tarjetas de expansión controladoras modo Las tarjetas de expansión controladoras modo de video.de video.

2.2. Las tarjetas de expansión de entrada y salida Las tarjetas de expansión de entrada y salida de datos.de datos.

3.3. Las tarjetas de expansión controladoras de Las tarjetas de expansión controladoras de comunicaciones. comunicaciones.

TARJETAS CONTROLADORAS DE TARJETAS CONTROLADORAS DE COMUNICACIONESCOMUNICACIONES

Las tarjetas controladoras de comunicaciones son Las tarjetas controladoras de comunicaciones son unidades que permiten la conexión de una unidades que permiten la conexión de una computadora con otra u otras conformando todas computadora con otra u otras conformando todas ellas lo que se denomina Red Informática. ellas lo que se denomina Red Informática.

Si la red es de área local (LAN: Local Area Network Si la red es de área local (LAN: Local Area Network o red de área local) se utiliza una o red de área local) se utiliza una Tarjeta de Red Tarjeta de Red LAN (o NIC)LAN (o NIC)

Si la red tiene extensión mayor (WAN:Wide Area Si la red tiene extensión mayor (WAN:Wide Area Network o red de área extensa) se utiliza Network o red de área extensa) se utiliza normalmente un normalmente un MODEMMODEM

Esquema básico de una Tarjeta Madre Esquema básico de una Tarjeta Madre Tipo Pentium ATXTipo Pentium ATX

ROM-BIOSROM-BIOS: : chip que contiene programas grabado por chip que contiene programas grabado por el fabricante, que hacen que la computadora arranque el fabricante, que hacen que la computadora arranque y detecte los dispositivos instalados en ella, además de y detecte los dispositivos instalados en ella, además de chequear el buen funcionamiento de los mismos; en chequear el buen funcionamiento de los mismos; en este chip viene incorporado el Setup.este chip viene incorporado el Setup.

ISA, PCI:ISA, PCI: ranuras de expansión; sirven para insertar ranuras de expansión; sirven para insertar las tarjetas controladoras.las tarjetas controladoras.

COM 1, COM 2:COM 1, COM 2: puertos seriales; sirven para conectar puertos seriales; sirven para conectar periféricos que trabajan en serial (Ejm. mouse externo, periféricos que trabajan en serial (Ejm. mouse externo, cámara digital, MODEM externo, etc.)cámara digital, MODEM externo, etc.)

LPT1:LPT1: puerto paralelo (puerto paralelo (printerprinter - - PRN PRN); este es un ); este es un puerto estándar para conectar la impresora u otro puerto estándar para conectar la impresora u otro periférico que trabaje en paralelo.periférico que trabaje en paralelo.

USB (Universal Serial Bus):USB (Universal Serial Bus): puerto para conectar puerto para conectar cualquier dispositivo moderno con este tipo de cualquier dispositivo moderno con este tipo de tecnología (Ejm. Cámara, flash memory u otro). tecnología (Ejm. Cámara, flash memory u otro).

Kb:Kb: teclado.teclado.

PS 2:PS 2: conector para mouse de tipo PS 2.conector para mouse de tipo PS 2. PWR AT, PWR ATX: PWR AT, PWR ATX: conectores de energía eléctrica conectores de energía eléctrica (desde ls F.A).(desde ls F.A).

IDE 1, IDE 2:IDE 1, IDE 2: conectores para los buses de los conectores para los buses de los discos duros y CD-ROMS.discos duros y CD-ROMS.

FDC:FDC: conector para el bus de la unidad del conector para el bus de la unidad del floppy drive.floppy drive.

Microprocesador:Microprocesador: SLOT o Socket donde va SLOT o Socket donde va instalado el CPU (Ejm. El Pentium).instalado el CPU (Ejm. El Pentium).

Slot para Módulos de memoria:Slot para Módulos de memoria: ranuras para ranuras para insertar módulos de memoria RAM.insertar módulos de memoria RAM.

HD LED:HD LED: de aquí sale el cable del HD LED que de aquí sale el cable del HD LED que es un foquito rojo ubicado en la parte delantera es un foquito rojo ubicado en la parte delantera de la case.de la case.

SPK:SPK: de aquí sale el cable del speaker y es el de aquí sale el cable del speaker y es el que emite los bips.que emite los bips.

RST:RST: de aquí sale el cable del botón del reset de aquí sale el cable del botón del reset que se encuentra en la parte delantera de la que se encuentra en la parte delantera de la case y sirve para reiniciar la máquina.case y sirve para reiniciar la máquina.