Componentes y Arquitectura básica de una computadora

Presentación del tema: "Componentes y Arquitectura básica de una computadora"— Transcripción de la presentación:

1 Componentes y Arquitectura básica de una computadora

2 En computación tenemos dos elementos básicos:
Hardware y software En computación tenemos dos elementos básicos: Hardware En términos simples, corresponde a todas aquellas partes físicas o materiales, que podemos ver y tocar. Por ejemplo, el monitor, el teclado, mouse, disco duro, tarjeta de video, CPU, etc. Software Podríamos entender por software el “conjunto de instrucciones que los computadores emplean para manipular y procesar datos”. Sin el SW el computador sería un conjunto de dispositivos físicos sin utilidad.

3 Hardware y software Componentes lógicos que se ejecutan en el hardware: Sistema Operativo Paquetes Básicos: Procesador de Texto Planilla Electrónica Presentación Programas de Aplicación Software Componentes Físicos Electro-Mecánicos Dispositivos de Entrada Dispositivos de Salida Unidad Central de Proceso Memoria Principal Memoria Secundaria Hardware

4 Hardware Los computadores están formados por una serie de componentes, los cuales determinan en conjunto las capacidades del computador

5 Hardware CPU Dispositivos de entrada Dispositivos de salida
CPU (Central Process Unit) Unidad de procesamiento central Cerebro Memoria ROM -Read Only Memory (Memoria sólo de Lectura) Es usada para almacenar aplicaciones y /o datos permanentes o raramente alterados Memoria RAM Random Access Memory (Memoria de Acceso Aleatorio) Información que se maneja en el momento, almacenamiento temporal Memoria secundaria Discos magnéticos y ópticos, cintas Información que se busca en elementos adicionales Memoria Secundaria Memoria RAM CPU Disp. Entrada (mirar, escuchar) Dispositivos de entrada Ingreso de información (teclado, mouse, etc ) Dispositivos de salida Entrega de información (impresora, monitor, etc) Disp. Salida hablar)

6 Hardware: Tarjeta madre
Tarjeta madre (mother board) Es la placa de circuitos integrados en la cual se inserta el procesador, la memoria y otros componentes a través de los buses y las ranuras de expansión. Es la base para comenzar a “armar” un computador Las ranuras de expansión permiten conectar, por ejemplo, tarjetas de sonido (que permiten al PC reproducir sonido), modem (para navegar por internet), tarjeta de video (para mostrar imágenes en la pantalla) Esta tarjeta tiene como función principal controlar todos los elementos del servidor, de ella depende que dichos componentes estén bien comunicados unos de otros para garantizar el funcionamiento del sistema, es por eso que es un dispositivo muy importante dentro del computador.

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8 Almacenamiento (Memoria)
Tipos de memoria Memoria RAM (random access memory) Permite al computador almacenar información que la CPU está accesando frecuentemente y necesita para operar Por ejemplo, información de un programa, instrucciones, datos, etc. Memoria ROM (read only memory) Contiene la información preinstalada, la cual es imposible modificar o borrar por completo Es la información que indica los procesos básicos que debe ejecutar el computador (antes de ejecutar cualquier programa)

9 Almacenamiento (Memoria)
Caché Es una unidad pequeña de memoria ultrarrápida en la que se almacena información a la que se ha accedido recientemente o a la que se accede con frecuencia, lo que evita que el microprocesador tenga que recuperar esta información de circuitos de memoria más lentos.

10 Almacenamiento (Memoria)
La memoria secundaria son todas las unidades de disco que un computador puede tener Disco duro: 400 Mb, 20 Gb, 100 Gb Unidad de disco flexible (disquete) Disquete tamaño 5¼, capacidad 360 Kb, 1.2 Mb Disquete tamaño 3½, capacidad 720 Kb, 1.44 Mb CD-ROM (compact disc, read only memory) Tamaño 700 Mb, usualmente se utilizan con información sólo para lectura DVD (digital video disc o digital versatile disk) 4.7 Gb a 17 Gb Cintas Originalmente gran tamaño y lentas. Hoy existe el DAT (digital audio tape), usado para tener respaldos de información de discos duros

11 Unidades de medida de almacenamiento (memoria)
La siguiente tabla muestra la relación entre las distintas unidades de almacenamiento que usan las computadoras. Los cálculos binarios se basan en unidades de A continuación te mostramos una tabla en donde podrás ver las equivalencias entre las diferentes medidas de almacenamiento. Nombre Equivalente Byte 8 bits Kilobyte (KB) 1024 Bytes Megabyte(MB) 1024 KB Gigabyte (GB) 1024 MB Terabyte (TB)  1024 GB Petabyte (PB) 1024 TB Exabyte (EB) 1024 PB Zettabyte (ZB) 1024 EB Yottabyte (YB) 1024 ZB

12 CPU (Unidad Central de Procesamiento)
Es un chip que viene en una tarjeta de circuitos (tarjeta madre) Grandes computadores (mainframe) usan CPU más poderosas e incluso varias dentro del mismo computador PC utilizan una sola CPU Su capacidad se indica por el modelo (en PC: 8088, 80286, 80386, , Pentium) Intel – Pentium IV (3 GHz) AMD – Athlon (2,1 GHz) CPU tiene un reloj interno cuya velocidad se mide en hertz, lo que determina la velocidad de procesamiento

13 CPU (Unidad Central de Procesamiento)
Unidad de Control (CU) Se encarga de traer las instrucciones de memoria principal y determinar su tipo Unidad de Aritmética y Lógica (ALU) Se encarga de llevar a cabo evaluaciones aritméticas (adición, substracción, multiplicación, división) y lógicas (and, or, not, etc.) necesarias para realizar las distintas instrucciones Registros Constituyen una pequeña memoria de alta velocidad, utilizada para almacenamiento de resultados intermedios y de cierta información de control Contador de programa: almacena información (la dirección) de la siguiente instrucción a ejecutar Registro de instrucción: contiene la instrucción que se está ejecutando Registro de propósito general: registros accesibles por programadores de bajo nivel

14 Dispositivos de entrada

15 Dispositivos de salida

16 Arquitectura de una computadora
Como hemos visto, la arquitectura general de un computador consta básicamente de 3 partes: CPU Memoria Dispositivos de entrada/salida Esta arquitectura fue propuesta por John Von Neumann en 1945, y hoy en día la mayoría de los computadores están basados en ella.

17 Arquitectura de Von Neumann
consta de tres componentes básicos: Unidad central de proceso, memoria principal y módulos de entrada/salida (E/S). Estos componentes básicos se encuentran interconectados para llevar a cabo la función principal de una computadora, la cual consiste en la ejecución de instrucciones que indican los programas. Los ordenadores con arquitectura Von Neumann constan de las siguientes partes: La unidad aritmético-lógica o ALU, la unidad de control, la memoria, un dispositivo de entrada/salida y el bus de datos que proporciona un medio de transporte de los datos entre las distintas partes. Un ordenador con arquitectura Von Neumann realiza o emula los siguientes pasos secuencialmente: 1) Obtiene la siguiente instrucción desde la memoria en la dirección indicada por el contador de programa y la guarda en el registro de instrucción. 2) Aumenta el contador de programa en la longitud de la instrucción para apuntar a la siguiente. 3) Descodifica la instrucción mediante la unidad de control. Ésta se encarga de coordinar el resto de componentes del ordenador para realizar una función determinada. 4) Se ejecuta la instrucción. Ésta puede cambiar el valor del contador del programa, permitiendo así operaciones repetitivas. El contador puede cambiar también cuando se cumpla una cierta condición aritmética, haciendo que el ordenador pueda 'tomar decisiones', que pueden alcanzar cualquier grado de complejidad, mediante la aritmética y lógica anteriores. 5) Vuelve al paso N° 1.

18 Registros del Procesador
La CPU de von Neumann Flags ALU: Arithmetic Logic Unit Arithmetic Logic Circuits Bus de datos Registros del Procesador AC Main Memory DR Control Unit Bus de control AR PC IR Control Circuits C0 C1 Devices ... C2 C12 Bus de direcciones

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