Arquitectura Y Estructura De La Computadora

Arquitectura, estructura y dispositivos de un equipo de cómputo Juan Asdrúbal Lara Ortiz 07040729 Getsemani de Jesús Gálvez Quiroga 07040721 Juan Carlos Trujillo Rodríguez 07040766 Carlos Tinoco Bonilla 07040764

Introducción El concepto de arquitectura en el entorno informático proporciona una descripción de la construcción y distribución física de los componentes de la computadora.

En general los sistemas informáticos se dividen físicamente en: La unidad Central del Sistema Los diferentes periféricos

La unidad central de proceso se compone de: Una Unidad de Control que manejará los diferentes componentes del sistema Una Unidad Aritmético-Lógica que realizará las diferentes operaciones de cálculo en las que la computadora basa su funcionamiento. Unos Registros del Sistema que sirven como área de trabajo interna a la unidad central de proceso.

La unidad central de proceso se conecta a una serie de memorias: RAM el área de trabajo donde el microprocesador va a realizar las diferentes operaciones en que se van a descomponer los procesos solicitados por el usuario, ROM va a servir para ayudar a la computadora a realizar las diferentes operaciones de arranque del sistema informático previas a que el sistema operativo tome el control de las diferentes tareas a realizar.

Los diferentes periféricos que se pueden conectar a un sistema informático se dividen en cuatro grupos principales: Periféricos de Entrada de Información. Periféricos de Almacenamiento de Información. Periféricos de Salida de Información. Periféricos de Comunicaciones.

Unidad central del Sistema La Unidad Central del Sistema (System Unit en inglés) es el centro de operaciones de cualquier computadora existente en el mercado actual. En la unidad central del sistema se alojan los componentes y circuitería que van a realizar las tareas fundamentales de la computadora.

Al abrir la unidad central del sistema de una computadora se pueden apreciar una serie de componentes: Placa principal. Microprocesador central o unidad central de proceso (CPU). Bus. Memoria principal. Otros componentes controladores. Fuente de alimentación eléctrica.

Unidad central de proceso La Unidad Central de Proceso es el lugar donde se realizan las operaciones de cálculo y control de los componentes que forman la totalidad del conjunto del sistema informático.

El microprocesador central de una computadora se divide en: Unidad de Control (Control Unit o CU en inglés). Unidad Aritmético-Lógica (Aritmethic Control Unit o ALU en inglés). Registros.

Memoria Principal La Memoria Principal es la zona de la unidad central de sistema que almacena la información. Está conectada directamente a los buses. Está compuesta lógicamente por una serie de celdas de bits.

La memoria principal se divide en dos partes: Volátil: Pierde la información almacenada en su interior si el sistema informático que la soporta es apagado. Memoria RAM ( Memoria de Acceso Aleatorio o Random Access Memory ). No Volátil: Esta memoria es de sólo lectura y la computadora no puede escribir sobre ella. La memoria ROM ( Memoria de Sólo Lectura o Read Only Memory ).

Acceso a la memoria Acceso por Palabras . También se le denomina acceso aleatorio. Acceso por Bloques. Es el modo de acceso utilizado en las memorias dinámicas.

Memoria de Acceso Aleatorio (RAM: Random Access Memory) Memorias construidas sobre semiconductores donde la información se almacena en celdas de memoria que pueden adquirir uno de los dos valores del código binario. La memoria RAM se utiliza tanto para almacenar temporalmente programas y datos como para guardar los resultados intermedios que se están manipulando durante un proceso.

Áreas de la memoria Memoria Convencional. Delimitada por la capacidad de direccionamiento de memoria de la CPU de la computadora y la capacidad de manejo de memoria que sea capaz de realizar el sistema operativo que gestiona el sistema informático Memoria Extendida. Se utiliza en computadoras que poseen una CPU que puede direccionar una gran cantidad de memoria, más de 1 megabyte, asociada a sistemas operativos que permiten gestionarla correctamente.

Memoria Virtual. virtual consiste en que cuando el sistema informático intenta utilizar más memoria de trabajo que la que realmente existe, el gestor de la memoria salva una parte de la información que existe en la memoria, en el disco duro del sistema informático.

Memorias RAM RAM Estáticas. Son memorias RAM convencionales que mantienen la información almacenada en ellas permanentemente, mientras se mantenga la alimentación eléctrica. RAM Dinámicas (DRAM). La celda de memoria donde almacenan la información tiende a descargarse, y se produce un “refresco”, esto es, una regrabación de la información almacenada cada pocos milisegundos para que no se pierdan los datos almacenados. Un tipo específico de memorias DRAM es: VRAM (Vídeo RAM ). Diseñadas específicamente para almacenar los datos de vídeo

Memoria de Sólo Lectura (ROM) En ella sólo se puede leer la información que contiene, no es posible modificarla. En este tipo de memoria se acostumbra a guardar las instrucciones de arranque y el funcionamiento coordinado de la computadora.

Tipos de memoria ROM PROM (Programable Read Only Memory o Memoria Programable Sólo de Lectura). EPROM (Erasable-Programable Read Only Memory o Memoria Borrable y Programable Sólo de Lectura). EEPROM (Electrically Erasable-Programable Read Only Memory o Memoria Borrable y Programable Eléctricamente Sólo de Lectura).

Memoria Caché Es una zona especial de la memoria principal que se construye con una tecnología de acceso mucho más rápida que la memoria RAM convencional. La velocidad de la caché con respecto a la memoria RAM convencional es del orden de 5 a 10 veces superior. El funcionamiento de la memoria caché se basa en que al cargar una información en la memoria principal (sean instrucciones o datos) ésta se carga en zonas adyacentes de la memoria.

BUSES El Bus es la vía a través de la que se van a transmitir y recibir todas las comunicaciones, tanto internas como externas, del sistema informático. Solamente es un Dispositivo de Transferencia de Información no almacena información alguna en ningún momento.

División de buses Bus de Direcciones.- Es un canal de comunicaciones constituido por líneas que apuntan a la dirección de memoria que ocupa o va a ocupar la información a tratar. Bus de Datos.- Este es el medio por el que se transmite la instrucción por el bus de direcciones Bus de Control.- Es un número variable de líneas que controla las unidades complementarias.

Arquitectura de bus Depende del diseño y la tecnología que se utilice para construir el bus de una microcomputadora se pueden distinguir tres arquitecturas diferentes: Arquitectura ISA Arquitectura MCA Arquitectura EISA

Reloj El reloj físicamente es un circuito integrado que emite una cantidad de pulsos por segundo, de manera constante. El reloj de una computadora se utiliza para dos funciones principales: Para sincronizar las diversas operaciones que realizan los diferentes subcomponentes del sistema informático. Para saber la hora.

Tarjetas de expansión interna Las Tarjetas de Expansión están diseñadas y dedicadas a actividades específicas, como pueden ser las de controlar la salida de vídeo de la computadora, gráficas, comunicaciones, etc.

Tarjetas controladoras de periféricos Son placas que contienen circuitos lógicos y que se conectan al bus de datos para recibir la información que la CPU envía hacia los periféricos almacenándola en Buffers

Tarjetas de Expansión Controladoras del Modo de Video Este tipo de tarjetas de expansión son también llamadas Tarjetas Gráficas, y proporcionan diferentes clases de calidad en la información que el sistema informático va a poder mostrar en su pantalla. Clasificación de las tarjetas gráficas más comunes: Modo de Trabajo. Modo Texto Modo Gráfico Utilización del Color. Monocromas Policromas Resolución Gráfica.

Tipos de tarjetas graficas Tarjeta Gráfica Hércules. - son tarjetas de vídeo que trabajan en modo gráfico en sistemas informáticos cuya configuración incluye pantallas monocromas. Tarjeta Gráfica CGA. - fue diseñada para introducir el color en el mundo de la microinformática. Tarjeta Gráfica EGA.- es una tarjeta de vídeo que trabaja en modo gráfico y mejora en gran medida las prestaciones de la CGA.

Tarjeta Gráfica MCGA. - fue diseñada por IBM para trabajar en sus microcomputadoras del tipo PS/2. Tarjeta Gráfica VGA. - se diseñó, como la anterior, para los sistemas informáticos PS/2 de IBM. Tarjeta Gráfica SVGA.- es un diseño de reciente creación. Supone una potencia gráfica que da a los sistemas microinformáticos, posibilidades de manejo de gráficos que antes sólo podían realizar las estaciones de trabajo o las minicomputadoras.

Tarjetas Controladoras de Entrada y Salida de Datos.- La función principal de estos dispositivos es adaptar la información procesada por la unidad central de proceso, canalizando las transferencias de información entre la computadora y los dispositivos periféricos exteriores. Tarjetas Controladoras de Comunicaciones.- son unidades que permiten la conexión de una computadora central, denominada sistema central o servidor, con una serie de computadoras menos potentes .

Dispositivos de entrada Son aquellos que sirven para introducir datos a la computadora para su proceso. Los datos se leen de los dispositivos de entrada y se almacenan en la memoria central o interna.

Ratón o mouse Controlar cursor en la pantalla Tipos: Mecánico Opto-mecánico Táctil y Trackball Óptico Teclado Permite crear textos y escribir Tipos: Membrana Mecánico Ergonómico

Scanner Digitalizar datos Tipos: Flatbed Manual Lector de código de barras Webcam y cámaras digitales Obtención de imágenes Tipos: Cámara web Cámara de fotos digital Cámara de video

Lápiz Óptico Seleccionar información visualmente Ventajas: Precisión Desventajas: Cansancio Joystick Control del cursor Tipos: Pads Joystick clásico Volantes y pedales Joystick 3D

Micrófono Almacenamiento, transmisión y procesamiento de señales auditivas Tipos: Diadema Pedestal Pantalla Táctil Reconoce la situación de presión en un punto para controlar el cursor Tipos: Red de líneas sensibles Cargada eléctricamente y censores en los bordes Rayos infrarrojos y censores en los bordes

Dispositivos de Salida Son los que permiten representar los resultados (salida) del proceso de datos.

Impresora Impresiones en papel como respaldo de archivos y presentaciones Tipos: Matriz de punto Inyección de tinta Láser Plotter Impresiones en papel de gran formato Tipos: Pluma Electrostáticos Inyección de tinta De corte

Fax Copia impresa transmitida vía telefónica Características: Usa papel normal o en rollo Transmisión de datos analógicamente Alto rango de recepción Bocinas, altavoces y auriculares Permite escuchar música y otros sonidos desde el ordenador Tipos: Parlantes sencillos o de escritorio Cuadrafónicos Envolventes Audífonos

Monitor Es la pantalla en la que se ve la información Tipos: CRT LCD Resolución depende del tamaño del monitor: 1280x1024 1600x1200 21" 1152x864 1600x1200 19" 1024x768 1280x1024 17" 800x600 1024x768 15" 640x480 1024x768 14" Resolución recomendada Resolución máxima Tamaño del monitor

Dispositivo de entrada y salida Dentro del hardware de la computadora es posible encontrar dispositivos cuya función sea permitir al usuario comunicarse con la computadora pero también que el usuario pueda observar los resultados de la computadora. Son típicos para la comunicación entre computadoras.

MODEM (MOdulador-DEModulador) Útil para la comunicación entre varias computadoras a través de líneas análogas Convierte señales análogas a digitales y viceversa Tipos: Interno Externo HSP o Winmodem PCMCIA Cable módem

Dispositivos de almacenamiento Se encargan de guardar o salvar los datos de los que hace uso la CPU para que ésta pueda hacer uso de ellos una vez que han sido eliminados de la memoria principal, ya que ésta se borra cada vez que se apaga la computadora. Pueden ser internos o extraíbles.

Tarjeta perforada El sistema de perforación es el sistema binario Es la precursora de los CDs Lee, almacena o reconoce datos de manera rápida y automática Han caído en desuso debido al gran avance en la informática. Unidad de CD-R y CD-RW Sólo lectura y Re-Escritura Usos: Industria musical Software Juegos de cómputo Capacidad: 700 MB de datos u 80 MIN de audio

Unidad de DVD Sólo lectura Usos: Almacenar 10 millones de páginas de texto Películas completas con traducciones a varios idiomas Cientos de piezas musicales Capacidad: 4.5 ó 4.7 GB (en cara sencilla) 17 GB (en cara con doble estratificación) Disco duro Sensible a los campos magnéticos Parece una pila de disquetes Gira a 4,000 rpm por lo que es recomendable instalarle un ventilador para su refrigeración

Disqueteras y Discos flexibles Tipos: Discos de 5.25” de 160 Kb de capacidad Discos de 3.5” de 720 Kb y 1.44 Mb de capacidad, rigidos y protegidos Según capacidad de almacenamiento: Doble densidad (DD) y alta densidad (HD) Memorias USB extraíbles Utiliza memoria flash para guardar la información sin necesidad de baterías (pilas) Resistentes a los rasguños y al polvo Capacidades desde 128Mb – 8Gb o más Usos: Almacenamiento de archivos de datos, música, imágenes, presentaciones, archivos multimedia.

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