Arquitectura De Computadoras

Historia de la computación

La computadora u ordenador, no es un invento de alguien en particular, sino el resultado evolutivo de ideas y realizaciones de muchas personas relacionadas con áreas tales como la electrónica, la mecánica, los materiales semiconductores, la lógica, el álgebra y la programación.

Computadora digital: La computadora digital es un ordenador numérico, automático, secuencial y universal. Es numérico porque toda la información que se puede encontrar dentro de la computadora está codificada por un conjunto ordenado de ceros y unos. Esta codificación es de tal naturaleza que un conjunto de ceros y unos, puede estar representando una letra o un número, por esto decimos que la información dentro de una computadora puede ser alfanumérica. Todas las computadoras digitales están compuestas por (5) secciones básicas: Unidad De Memoria Unidad De Entrada Unidad De Control Unidad De Salida Unidad Aritmético Lógica Diagrama de una computadora: Unidad De Entrada:  Tiene por función la conversión de señales a nivel humano, en señales que sean entendibles por la máquina. La unidad de entrada traduce la información de nivel humano a nivel de máquina, usando el sistema binario (ceros y unos codificados). Unidad de Salida Es el traductor inverso de la unidad de entrada, es decir, la información que estaba a nivel máquina se transforma en lenguaje humano. CPU En el bloque central del esquema podemos ver dos bloques: Unidad de Control y Unidad aritmético-lógica. Estos dos bloques forman la Unidad Central de Proceso (CPU o UCP). Unidad de Memoria Los dispositivos electrónicos o electromagnéticos en donde se almacena la información recibida del exterior antes de ser procesada, y la ya procesada, constituye la MEMORIA. En la memoria residen el programa que será procesado, los datos para el proceso y los resultados del proceso. Unidad de Control Se encarga de que las operaciones se realicen en las secuencias que correspondan (por ejemplo no calcular antes de recibir los datos, no comunicar información al exterior mientras no se terminen los cálculos, etc.). Alu: La información se procesa matemáticamente y se compara lógicamente dentro de la unidad Aritmetrica-Lógica conocida como ALU  Sistema Binario Las computadoras se construyen a partir  de dispositivos de conmutación que reducen toda la información a ceros y unos, es decir que representan los números con el sistema binario, un sistema que denota todos los números con combinaciones de 2 dígitos. Es decir que el potencial de la computación se basa en sólo dos estados electrónicos: encendido y apagado. Las características físicas de la computadora permiten que se combinen estos dos estados electrónicos para representar letras, números, colores. Un estado electrónico de Encendido o Apagado se presenta por medio de un bit. La presencia o la ausencia de un bit se conoce como un bit encendido o un bit apagado, respectivamente.En el sistema de numeración binario y en el texto escrito, el bit encendido es un 1 y el bit apagado es un 0.

Unidad Central De Procesamientos

Unidad Central De Procesamiento:


El usuario proporciona al computador patrones de bits (entrada) y este sigue las instrucciones para transformar esa entrada en otro patrón de bits (salida) y devolverla al usuario.
Estas transformaciones son realizadas por la UPC o procesador, que interpreta y lleva a cabo las instrucciones de los programas, efectúa manipulaciones aritméticas y lógicas con los datos y se comunica con las demás partes del sistema. Una UCP es una colección compleja de circuitos  electrónicos. Cuando se incorporan todos estos circuitos en un chip de silicio, a este chip se le denomina microprocesador. 

Los factores relevantes de los chips de UCP son:


Compatibilidad:
No todo el software es compatible con todas las UCP. En algunos casos se pueden resolver los problemas de compatibilidad usando software especial.

Velocidad:
La velocidad de una computadora está determinada por la velocidad de su reloj interno, el dispositivo cronométrico que produce pulsos eléctricos para sincronizar las operaciones de la computadora.





Memorias:










Las memorias se clasifican en :

RAM (Random Acces Memory, memoria de acceso aleatorio):

Memoria de almacenamiento primario. Almacena temporalmente instrucciones de programa y datos. El computador divide un chip

de RAM en varias localidades de igual tamaño. Estas localidades de memoria tienen una dirección única, de manera que el

computador pueda distinguirlas cuando se le ordena que guarde

o recupere información.

ROM (Read Only Memory, memoria sólo de lectura): Es una memoria no volátil, porque el computador puede leer información

de ella pero nunca escribir información nueva. Todas las computadoras cuentan con dispositivos de ROM que contienen

las instrucciones de arranque y otra información crítica. La información en la ROM se graba permanentemente cuando nace

el computador, pero no hay manera de reemplazarla a menos que se reemplace el chip de ROM. Memoria PROM (Programmable read only memory, memoria de sólo lectura programable): Es una variación de la ROM, es la ROM en la que usuario puede cargas programas y datos de solo lectura que una vez cargados rara vez o nunca se cambian. Memoria caché: Se usa para facilitar una transferencia aún más rápida de instrucciones y datos al procesador; es decir que se usa para mejorar el caudal de proceso (velocidad con que un sistema de computación puede realizar el trabajo). Al igual que la RAM, el caché es un área de almacenamiento de alta velocidad para las instrucciones de los programas y los datos, pero es 10 veces más rápida que la RAM y mucho más cara.

Clasificación De Las Computadoras

Macro-computador:
Maquina de enormes dimensiones, que usan las grandes organizaciones y que tienden a ser invisibles para el publico en general, ya que están escondidas en salas con climas controlados .Son capaces de comunicarse simultáneamente con varios usuarios por la técnica de tiempo compartido.

Mini-computador: 

También es una maquina multiusuario (es decir que usa la técnica de tiempo compartido). Es más pequeño y económico que un macro-computador, pero mayor y mas potente que una computadora personal.

Estación de trabajo:
Computador de escritorio que tiene el poder de un mini-computador, pero a una fracción del costo. Es de uso muy común entre personas cuyas tareas requieren gran cantidad de cálculos (científicos, analistas bursátiles, ingenieros)

Micro-computadora o computadora personal: 
Computador habitualmente mono-usuario (aunque puede configurarse para usuarios múltiples) de propósito general. La PC puede ser de escritorio o portátil. 

Dentro de los computadores están:

Laptop:
Alimentado por baterías, con pantalla plana y que pueden cargarse como un portafolio.

Notebook:

Mas livianas que las interiores y que pueden transportarse dentro de un portafolio.

Palmtop: 

Computador manual, o PC de bolsillo. Tan pequeñas que caben en un bolsillo. Atiende las necesidades de usuarios para los cuales la movilidad es mas valiosa que un teclado o una pantalla de tamaño usual. 

Hardware y Software:  


El Hardware de una computadora es el conjunto de circuitos, elementos y equipos eléctricos de un computador.

Software es un termino general que se usa para hacer referencia a un programa o conjunto de programas. Cualquier material impreso que el operador utiliza para operar la computadora, así como el conjunto de programas, se considera también como Software.
El software se divide en software de aplicaciones , y en software de base(D.O.S. Bases de datos, Hojas de calculo. Lengua de programación etc).